RU2547663C1

RU2547663C1 - Friction dynamic variator

Info

Publication number: RU2547663C1
Application number: RU2014110426/11A
Authority: RU
Inventors: Арвидас Юозович Шварлис
Original assignee: Арвидас Юозович Шварлис
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: variator comprises a guide link in the form of a friction wheel (1) with internal engagement, an inertial element in the form of an endless chain (2), an endless flat spring (3), driven link (4) with a supporting wheel (5), a reaction wheel (8). The endless chain (2) is set inside the friction wheel (1) and interacts with it along the inner side of its circumference. The supporting wheel (5) is installed on the movable lever (6) and can shift in radial direction. At the guide link rotation the chain is involved in the rotation and is pressed to the inner surface of the friction wheel due to the centrifugal force. The support wheel (5) shifting in radial direction can be ensure smooth engagement of the guide and driven links of the variator, and stepless change of torque on the output shaft.

EFFECT: improved operability of the dynamic variator.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к механизмам передачи вращательного движения и может быть использовано в устройствах отбора мощности сельскохозяйственной техники.The invention relates to transmission mechanisms of rotational motion and can be used in power take-offs of agricultural machinery.

Известен динамический вариатор по кл. F16H 9/00, №заявки PCT/RU 2012/000877, № публикации WO/2013/147641, способный менять крутящий момент на выходном валу, содержащий ведущее звено, инерционный элемент в виде бесконечной цепи, ведомое звено с установленными на нем опорным элементом, имеющим возможность смещения в радиальном направлении, и реакционным колесом, при этом ведущее звено выполнено в виде цепного колеса внутреннего зацепления.Known dynamic variator according to class. F16H 9/00, application no. PCT / RU 2012/000877, publication no. WO / 2013/147641, capable of changing the torque on the output shaft, comprising a driving link, an inertial element in the form of an endless chain, a driven link with a supporting element mounted on it, with the possibility of displacement in the radial direction, and the reaction wheel, while the drive link is made in the form of a sprocket wheel internal gearing.

Недостатком известного вариатора является шум в работе, свойственный цепным передачам.A disadvantage of the known variator is the noise in operation characteristic of chain transmissions.

Целью изобретения является улучшение работоспособности известного динамического вариатора.The aim of the invention is to improve the health of the known dynamic variator.

Указанная цель достигается тем, что в фрикционно-динамическом вариаторе, способном менять крутящий момент на выходном валу, содержащем ведущее звено, инерционный элемент в виде бесконечной цепи, ведомое звено с установленными на нем опорным элементом, имеющим возможность смещения в радиальном направлении, и реакционным колесом, ведущее звено выполнено в виде фрикционного колеса внутреннего сцепления, а бесконечная цепь размещена внутри фрикционного колеса и снабжена упругим элементом в виде бесконечной ленточной либо винтовой пружины, прижимающей цепь к внутренней поверхности фрикционного колеса.This goal is achieved by the fact that in a friction-dynamic variator capable of changing the torque on the output shaft containing the driving link, an inertial element in the form of an endless chain, a driven link with a supporting element mounted on it, which has the ability to shift in the radial direction, and a reaction wheel , the drive link is made in the form of a friction wheel of an internal clutch, and an endless chain is placed inside the friction wheel and is equipped with an elastic element in the form of an endless belt or coil springs Crimping the chain to the inner surface of the friction wheel.

На фиг.1 изображен фрикционно-динамический вариатор; на фиг.2 - частный вариант выполнения опорного элемента.Figure 1 shows the friction-dynamic variator; figure 2 is a private embodiment of the support element.

Фрикционно-динамический вариатор содержит ведущее звено в виде фрикционного колеса 1 внутреннего сцепления, инерционный элемент в виде массивной бесконечной цепи 2, упругий элемент в виде бесконечной ленточной пружины 3, прижимающей цепь 2 к внутренней поверхности фрикционного колеса 1 и ведомое звено 4, жестко закрепленное на выходном валу, содержащее опорный элемент в виде опорного колеса 5 установленного на подвижном рычаге 6, имеющем шарнирную связь с рычагом 7 реакционного колеса 8. Подвижной рычаг 6 связан с приводом смещения 9 посредством тяги-толкателя 10 и имеет возможность поворота на шарнире, совершая при этом радиальное смещение опорного колеса 5.The friction-dynamic variator contains a driving link in the form of a friction wheel 1 of an internal clutch, an inertial element in the form of a massive endless chain 2, an elastic element in the form of an endless belt spring 3, pressing a chain 2 to the inner surface of the friction wheel 1 and a driven link 4, rigidly fixed to an output shaft containing a support element in the form of a support wheel 5 mounted on a movable lever 6, pivotally connected to the lever 7 of the reaction wheel 8. The movable lever 6 is connected to the bias drive 9 the thrust of the pusher 10 and has the ability to rotate on a hinge, while making a radial displacement of the support wheel 5.

Фрикционно-динамический вариатор работает следующим образом.Friction-dynamic variator works as follows.

Ведомое звено 4 притормаживается силой торможения, приложенной к выходному валу. При вращении фрикционного колеса 1 цепь 2 вовлекается во вращение внутренней поверхностью фрикционного колеса 1 и под действием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности фрикционного колеса 1. При вращении цепи 2 ее звенья приобретают кинетическую энергию вращательного движения. Опорное колесо 5 оказывает препятствие движению цепи 2 по окружности слитно с фрикционным колесом 1 и цепь 2 вынуждена менять траекторию движения для обхода препятствия, при этом оказывает давление на опорное колесо 5 и реакционное колесо 8 в тех местах, где они соприкасаются с цепью 2. Часть кинетической энергии звеньев цепи 2 передается опорному колесу 5 и реакционному колесу 8, создавая на ведомом звене 4 крутящий момент, вращающий ведомое звено с частотой, зависящей от момента торможения на выходном валу, скорости вращения цепи, массы звеньев цепи и радиального положения опорного колеса. Реакционное колесо 8 прижимает цепь 2 к внутренней поверхности фрикционного колеса 1 после обхода ею опорного колеса 5 до соприкосновения с внутренней поверхностью фрикционного колеса 1. В дальнейшем под воздействием центробежной силы цепь 2 остается прижатой к внутренней поверхности фрикционного колеса 1 до вступления цепи во взаимодействие с опорным колесом 5. Опорное колесо 5 в работе соприкасается с частью цепи 2, выступающей за край фрикционного колеса 1, другим рядом цепи 2 или другими выступами. В режиме остановки вариатора ленточная пружина 3 прижимает цепь 2 к внутренней поверхности фрикционного колеса 1 и устраняет падение цепи 2 с внутренней поверхности фрикционного колеса 1.The driven link 4 is braked by the braking force applied to the output shaft. When the friction wheel 1 rotates, chain 2 is drawn into rotation by the inner surface of the friction wheel 1 and, under the action of centrifugal force, is pressed against the inner surface of the friction wheel 1. When the chain 2 is rotated, its links acquire kinetic energy of rotational motion. The support wheel 5 interferes with the movement of the chain 2 along the circumference in conjunction with the friction wheel 1 and the chain 2 is forced to change the path to bypass the obstacle, while putting pressure on the support wheel 5 and the reaction wheel 8 in those places where they are in contact with chain 2. Part the kinetic energy of chain links 2 is transmitted to the support wheel 5 and the reaction wheel 8, creating a torque on the driven link 4 that rotates the driven link with a frequency depending on the braking moment on the output shaft, chain rotation speed, mass in the chain and the radial position of the support wheel. The reaction wheel 8 presses the chain 2 to the inner surface of the friction wheel 1 after it bypasses the support wheel 5 until it contacts the inner surface of the friction wheel 1. Subsequently, under the influence of centrifugal force, chain 2 remains pressed against the inner surface of the friction wheel 1 until the chain interacts with the support wheel 5. The support wheel 5 in contact with the part of the chain 2, protruding beyond the edge of the friction wheel 1, another row of the chain 2 or other protrusions. In the stop mode of the variator, the belt spring 3 presses the chain 2 to the inner surface of the friction wheel 1 and eliminates the fall of the chain 2 from the inner surface of the friction wheel 1.

В частном случае выполнения конструкции ведомое звено может быть снабжено опорным элементом, имеющим возможность смещения в радиальном направлении относительно вала ведомого звена. Для возможности выполнения радиального смещения опорного элемента ведомое звено снабжено направляющим механизмом и приводом смещения. В качестве направляющего механизма могут быть применены механизмы разных типов - дуговой направляющий механизм, прямолинейно-направляющий механизм, шарнирный направляющий механизм или их сочетание. В качестве регулируемого привода смещения может быть применен привод разных типов - механический, гидравлический, электромеханический или другого типа.In the particular case of the construction, the driven unit can be provided with a support element that can be displaced in the radial direction relative to the shaft of the driven unit. In order to be able to perform radial displacement of the support element, the driven unit is provided with a guiding mechanism and a displacement drive. Various types of mechanisms can be used as a guiding mechanism — an arc guiding mechanism, a rectilinear guiding mechanism, an articulated guiding mechanism, or a combination thereof. As an adjustable displacement drive, a different type of drive can be used - mechanical, hydraulic, electromechanical or another type.

Вариант вышеупомянутой конструкции вариатора показан на фиг.1. Ведомое звено 4 снабжено шарнирным направляющим механизмом, опорным колесом 5, установленным на подвижном рычаге 6 и имеющим шарнирную связь с рычагом 7 реакционного колеса 8. В качестве привода смещения применен винтовой механизм "винт-гайка", имеющий резьбу с большим углом подъема, при нажатии на гайку внешней силой, происходит ее угловой поворот. Подвижной рычаг 6 связан с приводом смещения 9 посредством тяги-толкателя 10 и имеет возможность поворота на шарнире, совершая при этом радиальное смещение опорного колеса 5. Цепь 2 - двухрядная, один ее ряд взаимодействует с фрикционным колесом 1, а другой ряд с опорным колесом 5. Ленточная пружина 3 прижимает цепь 2 к внутренней поверхности фрикционного колеса 1 в режиме остановки вариатора. При вращении фрикционного колеса 1 выполнением смещения опорного колеса 5 можно производить плавное сцепление ведущего и ведомого звеньев вариатора, а также бесступенчато менять величину крутящего момента на выходном валу.A variant of the aforementioned variator design is shown in FIG. The driven link 4 is equipped with an articulated guide mechanism, a support wheel 5 mounted on a movable lever 6 and having a hinge connection with the lever 7 of the reaction wheel 8. As a displacement drive, a screw-nut mechanism is used, having a thread with a large angle of elevation, when pressed on the nut by external force, it rotates angularly. The movable lever 6 is connected to the bias drive 9 by means of a push rod 10 and can be rotated on a hinge, while making a radial displacement of the support wheel 5. Chain 2 is double-row, one row of it interacts with the friction wheel 1, and the other row with the support wheel 5 The belt spring 3 presses the chain 2 to the inner surface of the friction wheel 1 in the mode of stopping the variator. When the friction wheel 1 is rotated by displacing the support wheel 5, it is possible to smoothly engage the drive and driven links of the variator, as well as continuously vary the torque value on the output shaft.

Упругий элемент может быть выполнен в виде бесконечной ленточной или винтовой пружины, имеющей низкий коэффициент жесткости, расположенной с внутренней, с внешней либо боковой стороны цепи и прижимающей цепь к внутренней поверхности фрикционного колеса.The elastic element can be made in the form of an endless belt or helical spring having a low stiffness coefficient located on the inner, outer or lateral side of the chain and pressing the chain to the inner surface of the friction wheel.

Опорный элемент может быть выполнен в виде колеса (как на Фиг.1) либо в виде фигурного кулачка (как на Фиг.2).The supporting element can be made in the form of a wheel (as in Figure 1) or in the form of a figured cam (as in Figure 2).

Внутренняя поверхность фрикционного колеса и внешняя поверхность цепи, составляющие фрикционную пару, могут быть покрыты материалом, имеющим высокий коэффициент трения, либо иметь фрикционные накладки.The inner surface of the friction wheel and the outer surface of the chain constituting the friction pair can be coated with a material having a high coefficient of friction, or have friction linings.

Предлагаемый фрикционно-динамический вариатор в работе обладает равномерностью и бесшумностью вращения, свойственными фрикционным передачам, вследствие чего имеет улучшенные характеристики по сравнению с аналогом.The proposed friction-dynamic variator in operation has the uniformity and noiseless rotation characteristic of friction gears, as a result of which it has improved characteristics compared to the analogue.

Claims

1. Friction-dynamic variator, capable of changing the torque on the output shaft, containing a driving link, an inertial element in the form of an endless chain, a driven link with a supporting element mounted on it having the ability to shift in the radial direction, and a reaction wheel, characterized in that the drive link is made in the form of an internal clutch friction wheel, an endless chain is placed inside the friction wheel and is equipped with an elastic element pressing the chain to the inner surface of the friction wheel.

2. The variator according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of an endless belt spring located on the inner, outer or lateral side of the chain and pressing the chain to the inner surface of the friction wheel.

3. The variator according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of an endless coil spring located on the inner, outer or lateral side of the chain and pressing the chain to the inner surface of the friction wheel.

4. The variator according to claim 1, characterized in that the supporting element is made in the form of a figured cam.