ЗУБЧАТЫЙ ВАРИАТОР

Полезная модель относится к машиностроению и используется для плавного изменения передаточного отношения между входным и выходным звеньями механизма.
Известен зубчатый вариатор, в котором пары конических зубчатых колес установлены соответственно на ведущем и ведомом валах. Замкнутая шарнирная цепь с зубьями охвачена лентой так, что шарниры цепи смонтированы с возможностью смещения вдоль ленты, а каждый четный шарнир фиксирован от смещения в перпендикулярном ленте направлении. Зубьями цепь взаимодействует с зубьями конических зубчатых колес. При этом зубья цепи занимают во впадинах зубьев конических колес однозначное положение, при котором окружной шаг зубьев цепи соответствует шагу впадин зубьев конических зубчатых колес. Момент от ведущего вала передается на ведомый вал через зубья и натянутую ветвь цепи. Такое выполнение позволяет повысить работоспособность вариатора (патент на изобретение РФ №2133393, опубл. 20.07.1999 г.).
Наиболее близким техническим решением выбранным заявителем в качестве прототипа является цепной вариатор, который содержит основание, охваченные гибким рабочим органом, ведущую и ведомую звездочки, которые выполнены в виде корпусного модуля, размещенных в нем с возможностью радиального перемещения кареток, установленных на них осей с малыми звездочками для взаимодействия с гибким рабочим органом, закрепленных в корпусе зубчатых реек и установленных на части осей зубчатых колес для взаимодействия с последними, и натяжное устройство. Вариатор снабжен кулачком, установленным на корпусе, толкателем, подпружиненным к последнему в осевом направлении, конусом, размещенным в корпусе с возможностью осевого перемещения и соединенным с толкателем с возможностью вращения относительно него, рычагом, шарнирно закрепленным на основании и подпружиненным к кулачку, двумя фиксаторами для взаимодействия с толкателем, один из которых установлен на рычаге, каретки подпружинены к конусу, две из малых звездочек, расположенные диаметрально относительно конуса, зафиксированы от поворота, зубчатые колеса установлены на осях остальных малых звездочек (патент на изобретение РФ №2059132, опубл. 27.04.1996 г.)
Недостатком данной конструкции является сложность конструкции и не высокая надежность.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности вариатора.
Техническая задача достигается тем, что вариатор содержит охваченные гибким рабочим органом ведущий и ведомый модули, размещенных в них, с возможностью радиального перемещения шестеренками для взаимодействия с гибким рабочим органом, натяжное устройство, причем каждый модуль выполнен в виде расположенных соосно ведущего и ведомого спаренных колес, которые могут поворачиваться друг относительно друга, причем в ведомом колесе выполнены радиальные пазы, а ведущем колесе криволинейные пазы, при этом оси шестеренок имеют возможность одновременно перемещаться по радиальным и криволинейным пазам ведомого и ведущего спаренных колес, шестеренки закреплены на осях посредством обгонной муфты, а натяжное устройство выполнено в виде пружины, один конец которой закреплен на внешнем диаметре ведущего колеса, а второй на внешнем диаметре ведомого колеса.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- каждый модуль выполнен в виде расположенных соосно ведущего и ведомого спаренных колес;
- спаренные колеса могут поворачиваться друг относительно друга;
- в ведомом колесе выполнены радиальные пазы, а ведущем колесе криволинейные пазы;
- оси шестеренок имеют возможность одновременно перемещаться по радиальным и криволинейным пазам ведомого и ведущего спаренных колес;
- шестеренки закреплены на осях посредством обгонной муфты;
- натяжное устройство выполнено в виде пружины, один конец которой закреплен на внешнем диаметре ведущего колеса, а второй на внешнем диаметре ведомого колеса.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
На Фиг.1 изображен вариатор (вид изнутри), на Фиг.2, 3 показано ведущее спаренное колесо, на Фиг.4, 5 показано ведомое спаренное колесо, на Фиг.6 показана шестеренка, на Фиг.7 показан модуль с установленной пружиной, на Фиг.8 показан модуль в сборе (вид сбоку), на флэш-карте показана работа вариатора.
Устройство содержит одинаковые модули 1 и 2 (Фиг.1, один модуль ведущий второй - ведомый), модуль выполнен в виде расположенных соосно ведущего 3 (Фиг.2, 3) и ведомого 4 (Фиг.3, 4) спаренных колес, которые установлены соосно и имеют возможность поворачиваться друг относительно друга (Фиг.8). Каждая шестеренка 5 закреплена на осях 6 посредством обгонных муфт 7 (Фиг.6). Обгонная муфта на каждой шестерне служит для возможности изменения позиционированного положения без разрыва потока мощности, передаваемого вариатором. При этом оси 6 одновременно находится в радиальном пазу 8 (Фиг.1, 5) ведомого колеса и криволинейном пазу 9 ведущего колеса (Фиг.3). Шестеренки 5 обоих модулей охватывает гибкий рабочий орган (Фиг.1). Натяжное устройство выполнено в виде пружины 11 (Фиг.7, 8), один конец которой закреплен на внешнем диаметре ведущего спаренного колеса 3, а второй на внешнем диаметре ведомого спаренного колеса 4. Пружины 11 установлены на обоих модулях 1 и 2.
Устройство работает следующим образом.
С помощью модулей 1 и 2 можно изменять передаточное число и момент на выходном валу 12. Это происходит за счет уменьшения и увеличения диаметра позиционированных шестерен 5. При отсутствии нагрузки шестерни 5 позиционированы так, что диаметр их расположения на ведомом модуле минимален, а на ведущем максимален (см. Фиг 1). Таким образом, передаточное число максимально, скорость вращения выходного вала 12 максимальна, а момент на нем минимален. При увеличении нагрузки ведущее колесо 3 первого (ведомого) модуля, которое имеет шлицевой вал отбора мощности 12, поворачивается относительно ведомого колеса 3 того же модуля, пружина 11 натягивается, диаметр позиционирования шестерен, движущихся по прорезам 8 и 9, увеличивается. Натяжение пружины
11 второго (ведущего) модуля ослабляется. Его ведомое колесо 4 поворачивается относительно ведущего колеса 5 и диаметр позиционирования шестерен 5 уменьшается. Тем самым изменятся передаточное число вариатора. В какой-то момент диаметры позиционирования шестерен 5 на обоих модулях будут равны. Скорость вращения выходного и входных валов уравняется. При дальнейшем увеличении диаметра на ведомом модуле и уменьшении на ведущем скорость вращения выходного вала будет падать, а момент на нем увеличиваться (см.видеоролик на флэш-карте).
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет упростить конструкцию вариатора и повысить надежность
его работы.