ШКИВ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к приводам машин с гибкой связью, и может быть реализована в механизмах, работающих с переменным режимом нагружения, а также использоваться, например, в качестве звена автоматического плоскоременного вариатора.
Известен шкив, содержащий плоскую многовитковую пружину, один конец которой жестко закреплен на ступице ведущего вала, а крайним периферийным витком образован обод, и фиксатор, установленный на свободном конце плоской многовитковой пружины, позволяющий сохранять как целостность конструкции, так и относительную подвижность витков [Патент №2127841 от 20.03.1999].
Недостатком такого шкива является смещение его массы относительно оси ступицы, зависимое как от предварительного натяжения гибкой связи, так и от переменного внешнего нагружения, что приводит к динамической неустойчивости работы передачи на скоростных режимах ее эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является шкив, содержащий обод переменного диаметра, выполненный в виде однополостного гиперболоида вращения, образованного несущими стержнями, концы которых закреплены в шаровых опорах, равномерно расположенных на внутренней поверхности фланцев, при чем один фланец жестко установлен на ведомом валу, а второй образует с валом двухподвижную связь, при этом оба фланца связаны между собой пружиной растяжения [Патент №2224936 от 27.02.2004].
Недостатком такого шкива является неустойчивость работы передачи в условиях многорежимной эксплуатации за счет возможного вращения несущих стержней вокруг их осей симметрии, что может привести к остановке шкива в ведомом режиме.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы шкива за счет обеспечения устойчивости его работы.
Данный технический результат достигается тем, что в шкиве, содержащем обод переменного диаметра, обод выполнен в виде однополостного гиперболоида вращения, образуемого несущими стержнями, каждый из которых выполнен в виде стержня, с обеих сторон которого размещен шарнир Гука [Мерцалов Н.И., Теория пространственных механизмов, М., 1951; Зиновьев В.А., Пространственные механизмы с низшими парами, М.-Л., 1952; Артоболевский И.И... Теория механизмов и машин, 2 изд., М., 1967.], своей внешней стороной «А» запрессованный во фланцы 1 и 3, при этом один фланец жестко установлен на ведомом валу, а другой образует с валом двухподвижную связь, причем оба фланца жестко связаны между собой пружиной растяжения.
На фиг.1 изображен предлагаемый шкив, общий вид;
на фиг.2 - однополостный гиперболоид вращения в разрезе, сплошной линией показано начальное положение с минимальным горловым сечением, пунктиром - в рабочем положении с увеличенным горловым сечением;
на фиг.3 - пространственное изображение однополостного гиперболоида вращения;
на фиг.4 - соединение при помощи шарнира Гука.
Шкив имеет фланец 1, установленный жестко на ведомом валу 2 и фланец 3, образующий с валом 2 двухподвижную связь. Двухподвижная связь может быть образована путем размещения подшипника 4 во фланце 3 и установки фланца 3 с подшипником 4 на валу 2 по скользящей посадке. Несущие стержни 5 образуют обод шкива в виде однополостного гиперболоида вращения, выполнены в виде стержня 5 с обеих сторон которого размещен шарнир Гука 6, который своей внешней стороной «А» запрессован во фланцах 1 и 3, и равномерно расположен на внутренней стороне фланцев 1 и 3 по периметру, при этом фланец 1 жестко установлен
на ведомом валу 2, а фланец 3 образует с валом 2 двухподвижную связь, при чем оба фланца связаны между собой пружиной растяжения 7, крайние витки которой жестко связаны с фланцами.
Предложенный шкив работает следующим образом. В исходном положении фланцы 1 и 3 находятся на минимальном расстоянии друг от друга, при этом однополостный гиперболоид вращения, образуемый несущими прямолинейными стержнями 5, имеет минимальный размер диаметра в горловом сечении.
При увеличении нагрузки на ведомом валу 2 фланец 3 поворачивается и смещается относительно ведомого вала 2, растягивая пружину 7, изменяя кинематическую поверхность (поверхность вращения) в форме гиперболоида. Диаметральный размер в горловом сечении изменяется в большую сторону, что приводит к автоматическому изменению передаточного отношения передачи гибкой связью до требуемой величины. При этом потребляемая мощность сохраняется, как и устойчивость работы передачи. В предельном максимальном расчетном нагружении кинематическая поверхность шкива вырождается в круговой цилиндр с диаметром, равным диаметру размещения несущих стержней 5 на фланцах 1 и 3. Для ограничения относительного углового смещения фланцев 1 и 3 в конструкцию двухподвижной связи можно ввести упоры, установленные на двухповижную связь (не показано).
Предложенный шкив исключает вращение несущих стержней вокруг осей их симметрии, обеспечивает устойчивость и надежность работы шкива в условиях стационарной и многорежимной эксплуатации и позволяет повысить надежность работы шкива в условиях многорежимной эксплуатации передачи в составе механического автовариатора за счет непрерывного плавного изменения диаметра шкива без остановки передачи движения.