Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ШКИВ КЛИНОРЕМЕННОГО ВАРИАТОРА - Патент РФ 2027092
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ШКИВ КЛИНОРЕМЕННОГО ВАРИАТОРА
ШКИВ КЛИНОРЕМЕННОГО ВАРИАТОРА

ШКИВ КЛИНОРЕМЕННОГО ВАРИАТОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в машиностроении, в передачах с гибкой связью. Сущность изобретения: на валу установлены конусные диски - неподвижный 2 и подвижный 3, связанный с концом пружины сжатия-кручения 5. Второй конец пружины 5 связан с диском 6, соединенным с валом 1 посредством шпонки 7. Пружина сжатия 8 размещена между диском 6 и опорной шайбой 9. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2027092
Класс(ы) патента: F16H55/56
Номер заявки: 5047075/28
Дата подачи заявки: 11.06.1992
Дата публикации: 20.01.1995
Заявитель(и): Шишкарев М.П.
Автор(ы): Шишкарев М.П.
Патентообладатель(и): Ростовский-на-Дону институт автоматизации и технологии машиностроения
Описание изобретения: Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бесступенчатым передачам с гибкой связью.
Известен шкив клиноременного вариатора, содержащий вал, размещенные на нем жестко закрепленный и подвижный в осевом и окpужном направлениях конусные диски, причем подвижный конусный диск подпружинен пружиной сжатия-кручения, концы которой связаны с диском и опорной шайбой, закрепленной на валу [1].
Известное устройство имеет низкую надежность работы.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является шкив клиноременного вариатора, содержащий вал, установленные на нем с возможностью осевого и окружного перемещения конусные диски. Один диск подпружинен ко второму диску пружиной сжатия-кручения, связанный с диском и валом, второй диск подпружинен к первому диску пружиной сжатия [2].
Недостаток шкива - невысокая надежность работы вследствие чрезмерного увеличения осевой силы на дисках при перегрузке.
Цель изобретения - повышение надежности и долговечности шкива клиноременного вариатора путем ограничения осевой силы при перегрузке.
Поставленная цель достигается тем, что шкив клиноременного вариатора, содержащий вал, установленные на нем конусные диски, один из которых установлен с возможностью осевого и окружного перемещения и связан с пружиной сжатия-кручения, пружину сжатия и опорную шайбу, жестко закрепленную на валу, снабжен промежуточным элементом, установленным с возможностью осевого перемещения относительно вала и связанным с пружиной сжатия-кручения. Пружина сжатия расположена между опорной шайбой и промежуточным элементом. Промежуточный элемент установлен между пружинами. Средний диаметр витка пружины сжатия-кручения выбирается из условия:
D < где d - посадочный диаметр промежуточного элемента;
t - минимальный шаг витков пружины сжатия-кручения;
f - коэффициент трения в сочленении вала и промежуточного элемента.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема шкива клиноременного вариатора; на фиг. 2 и 3 - расчетные схемы пружины сжатия-кручения.
Шкив клиноременного вариатора содержит вал 1, на котором жестко закреплен конусный диск 2. Конусный диск 3 установлен с возможностью осевого и окружного перемещения относительно вала 1. В клиновидной канавке, образованной конусными участками дисков 2 и 3, расположен клиновой ремень 4. Пружина сжатия-кручения 5 связана одним концом с конусным диском 3, вторым концом - с промежуточным элементом, выполненным в данном примере в виде диска 6. Диск 6 связан с валом 1 посредством направляющей шпонки 7 и имеет возможность осевого перемещения относительно вала. Пружина сжатия 8 установлена между диском 6 и опорной шайбой 9, жестко закрепленной на валу 1, следовательно, диск 6 расположен между пружинами 5 и 8. Шкив клиноременного вариатора работает следующим образом. Пружины 5 и 8 поставлены с предварительным натяжением, равным начальному усилию, обеспечивающему пуск передачи при исходном натяжении ремня 4.
Половина крутящего момента шкива передается от вала 1 на ремень 4 непосредственно конусным диском 2. Вторая половина крутящего момента передается от вала 1 на ремень 4 посредством шпонки 7, диска 6, пружины 5 и конусного диска 3. Описанная последовательность дана для случая, когда вал 1 является ведущим. В противном случае передача нагрузки осуществляется в обратном порядке.
Направление навивки пружины 5 выбирается таким, чтобы под воздействием передаваемого крутящего момента происходило закручивание ее витков. При закручивания пружины 5 происходит увеличение осевой силы сжатия пропорционально величины передаваемого крутящего момента. Параметры элементов устройства выбираются такими, чтобы величина прироста осевой силы пружины 5 при закручивании превышала силу трения на шпонке 7. Поскольку в статическом состоянии (при отсутствии нагрузки) начальные усилия сжатия пружин 5 и 8 взаимно уравновешиваются, диск 6 при передаче нагрузки переместится влево. При этом увеличивается сила сжатия пружины 8 и уменьшается сила сжатия пружины 5. Перемещение диска 6 влево будет продолжаться до тех пор, пока при передаче номинальной нагрузки действующие на диск 6 силы (сила сжатия пружины 8, сила трения в шпоночном соединении и сила сжатия пружины 5 с учетом осевой силы от ее закручивания) не будут уравновешены. После этого диск 6 занимает новое положение равновесия в соответствии с передаваемым номинальным крутящим моментом.
Следовательно, рассматриваемая конструкция обеспечивает зажатие ремня 4 в соответствии с передаваемой нагрузкой, не превышающей номинальную, что позволяет поддерживать в ремне оптимальное натяжение, позволяющее повысить его долговечность.
При наступлении перегрузки, превышающей номинальный крутящий момент, увеличивается закручивание пружины 5, что приводит к возрастанию осевой силы ее сжатия. Осевое равновесие диска 6 нарушается и он перемещается влево. При этом уменьшается сила сжатия пружины 5, что ограничивает перегрузку передачи за счет ограничения силы зажатия ремня 4.
По окончании перегрузки система возвращается в исходное положение.
Для установления силовых факторов в пружине 5 воспользуемся расчетной схемой, представленной на фиг.2.
Начальная сила сжатия Р пружины 5 приводит к возникновению в любом сечении ее витка момента М, который можно разложить на составляющие: изгибающий момент Ми и крутящий момент Тк.
Окружная сила Ft (от момента закручивания) создает момент М', который можно разложить на изгибающий момент Ми' и крутящий момент Тк'.
Пренебрегая, ввиду незначительности, моментом Ми, расчет проводим, учитывая действие только моментов Тк и Тк'. Принимая во внимание одинаковую направленность векторов моментов Тк и Тк', получаем:
P + P1= (1) где Р1 - дополнительная осевая сила от закручивания пружины 5;
D - средний диаметр витка пружины 5;
α- угол подъема витка пружины 5.
Учитывая, что
Tк = cosα
T = Mʹ·sinα = · sinα получим с учетом (1):
Р + Р1 = Р + Ft ˙tg α. (2)
Но
Ft = где Т - крутящий момент, передаваемый конусным диском 3. Тогда (2) запишется в следующем виде
P + P1= P + · tgα (3)
Схема разложения силы Р + Р1 на составляющие приведена на фиг.3 (масштаб сил по сравнению с фиг.2 увеличен).
Второе слагаемое в правой части (3), представляющее собой дополнительную осевую силу от закручивании пружины 5, является функцией Т и α.
Для установления условия перемещения диска 6 под действием приложенных к нему сил запишем неравенство:
Р + Р1 > Р2 + Ртр (4) где Р2 - начальная сила сжатия пружины 8;
Ртр. - сила трения на шпонке 7:
Pтр = f (5) где f - коэффициент трения в шпоночном соединении;
d - диаметр вала 1 в зоне сочленения с диском 6.
Подставив в (4) значения (3) и (5), получим:
D < (6)
При получении условия (6) принято, в соответствии с начальным условием, Р = Р2, а также
tgα = где t - шаг витков пружины 5.
Таким образом, при выполнении условия (6) обеспечивается при перегрузке отход влево диска 6 и ограничение перегрузки.
Поскольку при регулировании передаточного отношения вариатора ремень 4 переходит на меньшие диаметры конусных дисков 2 и 3, а диск 3 при этом перемещается влево, сжимая пружину 5, величина t уменьшается. Поэтому при определении D в выражение (6) должна быть подставлена минимальная величина t, т.е. соответствующая максимальному раздвиганию конусных дисков 2 и 3. В этом положении (при постоянном Т) минимальная величина Р1 должна обеспечивать при наступлении перегрузки перемещение влево диска 6, т.е. выполнение условия (4).
Принимаемая минимальная величина D должна удовлетворять условию сборки устройства, т.е.
D≥d1 + d2 + h, где d1 - диаметр вала 1 (ступиц дисков 3 или 6) в зоне установки пружины 5;
d2 - диаметр проволоки пружины 5;
h - минимальный зазор между пружиной 5 и валом 1 (ступицей дисков 3 или 6) в зоне установки пружины (h = 5-10 мм).
Использование изобретения позволит повысить надежность и долговечность устройства за счет ограничения действующих нагрузок.
Формула изобретения: ШКИВ КЛИНОРЕМЕННОГО ВАРИАТОРА, содержащий вал, установленные на нем два конусных диска, один из которых установлен с возможностью осевого и окружного перемещения относительно вала, установленную на валу пружину сжатия-кручения, закрепленную одним концом на конусном диске, установленном с возможностью осевого и окружного перемещения относительно вала, жестко закрепленную на валу опорную шайбу и установленную на валу пружину сжатия, отличающийся тем, что он снабжен установленным на валу с возможностью осевого перемещения промежуточным элементом, связанным первым торцом с вторым концом пружины сжатия-кручения, пружина сжатия установлена между опорной шайбой и вторым торцом промежуточного элемента, а средний диаметр витка пружины сжатия-кручения выбран из условия

где d - посадочный диаметр промежуточного элемента;
t - минимальный шаг витков пружины сжатия-кручения;
f - коэффициент трения в контактной паре вал - промежуточный элемент.