RU2547948C1

RU2547948C1 - V-belt variator

Info

Publication number: RU2547948C1
Application number: RU2013142121/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Галышкин
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-04-10
Also published as: RU2013142121A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention refers to machine building and can be used to adjust the rotation speed of a driven shaft. A driving pulley and a driven pulley enclosed by a V-belt are installed at the driving and driven shafts. Every pulley is made up of two semi-pulleys, a fixed semi-pulley and a semi-pulley able of movement in axial direction, which consist of conical disks with hubs. Double-arm levers are installed in the device and contact with the semi-pulleys, they are fitted by intermediate supports designed to provide for the movement of the semi-pulleys of the driving and driven shafts in the opposite directions. The intermediate supports are coupled by a common axis and are movable in the transverse plane of the variator. The intermediate support of one double-arm lever is unadjustable. The intermediate support of the other double-arm lever is adjustable, it is provided for mutual displacement of the semi-pulleys of the driving and driven shafts to control their pressure on the side surfaces of the V-belt.

EFFECT: longer service life of a V-belt variator.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для регулирования скорости вращения ведомого вала.The invention relates to mechanical engineering and can be used to control the speed of rotation of the driven shaft.

Известен клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, установленные на них ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых образован двумя полушкивами из конических дисков со ступицами, клиновой ремень, охватывающий шкивы, и регулятор по моменту. При этом шкив, установленный на ведущем валу, образован неподвижными полушкивами, а шкив, установленный на ведомом валу, являющийся регулируемым, образован неподвижным полушкивом и подвижным полушкивом, имеющим возможность осевого перемещения и подпружиненным к неподвижному полушкиву. Регулировка передаточного отношения осуществляется изменением межосевого расстояния иежду ведущим и ведомым валами клиноременной передачи (Пронин Б.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи / Б.А. Пронин, Г.А. Ревков. - М.: Машиностроение, 1980. - С.20, рис.3а).A V-belt variator is known, comprising drive and driven shafts, drive and driven pulleys mounted on them, each of which is formed by two half-pulleys of conical disks with hubs, a V-belt covering the pulleys, and a torque regulator. In this case, the pulley mounted on the drive shaft is formed by fixed half-blades, and the pulley mounted on the driven shaft, which is adjustable, is formed by the fixed half-pulley and movable half-pulley, having the possibility of axial movement and spring-loaded to the fixed half-pulley. The gear ratio is adjusted by changing the center distance between the drive and driven shafts of the V-belt drive (Pronin B.A. Stepless V-belt and friction gears / B.A. Pronin, G.A. Revkov. - M .: Mechanical Engineering, 1980. - P.20 , fig. 3a).

Основным недостатком описанного устройства является малый диапазон изменения передаточного отношения, поскольку оно обеспечивается лишь одним регулируемым шкивом.The main disadvantage of the described device is the small range of variation of the gear ratio, since it is provided with only one adjustable pulley.

Наиболее близким, принятым за прототип, является клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, установленные на них ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых образован двумя полушкивами из конических дисков со ступицами, клиновой ремень, охватывающий шкивы, двуплечие рычаги, расположенные симметрично относительно шкивов, контактирующие с полушкивами и имеющие промежуточные опоры, предназначенные для обеспечения возможности перемещения полушкивов ведущего и ведомого валов в противоположных направлениях. Промежуточные опоры размещены между точками контакта рычагов с подвижными полушкивами. Один полушкив каждого шкива выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении, то есть является подвижным, а другой полушкив каждого шкива является неподвижным. Одна промежуточная опора выполнена нерегулируемой, а другая промежуточная опора выполнена регулируемой. Взаимное смещение подвижных полушкивов осуществляется двуплечими рычагами. Взаимное угловое смещение двуплечих рычагов позволяет плавно изменять расстояние между полушкивами ведущего и ведомого шкивов и, соответственно, передаточное отношение клиноременной передачи (Пронин Б.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи / Б.А. Пронин, Г.А. Ревков. - М.: Машиностроение, 1980. - С.20, рис.3б).The closest adopted for the prototype is a V-belt variator containing drive and driven shafts, drive and driven pulleys mounted on them, each of which is formed by two half-bolts from conical disks with hubs, a V-belt covering the pulleys, two-arm levers located symmetrically relative to the pulleys in contact with the half-bolts and having intermediate bearings designed to enable the movement of the half-pulleys of the driving and driven shafts in opposite directions. Intermediate bearings are placed between the contact points of the levers with movable half-wheels. One half-pulley of each pulley is movable in the axial direction, that is, it is movable, and the other half-pulley of each pulley is stationary. One intermediate support is made unregulated, and the other intermediate support is adjustable. The mutual displacement of the moving half-cows is carried out by two-arm levers. Mutual angular displacement of two shoulders levers allows you to smoothly change the distance between the half-pulleys of the driving and driven pulleys and, accordingly, the gear ratio of the V-belt drive (Pronin B.A. Stepless V-belt and friction gears / B.A. Pronin, G.A. Revkov. - M. : Mechanical Engineering, 1980. - P. 20, Fig. 3b).

Основным недостатком вышеописанного устройства является невысокая долговечность вследствие отсутствия возможности компенсации износа ремня и его удлинения в процессе эксплуатации. Кроме того, в клиноременном вариаторе отсутствует возможность отключения без остановки вращения ведущего вала.The main disadvantage of the above device is its low durability due to the inability to compensate for belt wear and elongation during operation. In addition, in the V-belt variator there is no possibility of shutdown without stopping the rotation of the drive shaft.

Изобретением решается задача, заключающаяся в повышении долговечности работы клиноременного вариатора.The invention solves the problem of increasing the durability of the V-belt variator.

Для решения поставленной задачи в клиноременном вариаторе, содержащем ведущий и ведомый валы, установленные на них ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых образован двумя полушкивами из конических дисков со ступицами, клиновой ремень, охватывающий шкивы, двуплечие рычаги, контактирующие с полушкивами и имеющие промежуточные опоры, предназначенные для обеспечения возможности перемещения полушкивов ведущего и ведомого валов в противоположных направлениях, при этом один из полушкивов каждого шкива выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении, а одна из промежуточных опор выполнена нерегулируемой, согласно изобретению каждый шкив образован неподвижным полушкивом и полушкивом, имеющим возможность перемещения в осевом направлении. Промежуточные опоры соединены общей осью и выполнены подвижными в поперечной плоскости вариатора, причем промежуточная опора одного из двуплечих рычагов выполнена регулируемой с обеспечением возможности взаимного смещения полушкивов ведущего и ведомого валов для контроля их давления на боковые поверхности клинового ремня.To solve this problem, in a V-belt variator containing drive and driven shafts, drive and driven pulleys mounted on them, each of which is formed by two half-bolts from conical disks with hubs, a V-belt covering the pulleys, two-arm levers in contact with the half-pulleys and having intermediate bearings designed to enable the movement of the half-pulleys of the driving and driven shafts in opposite directions, while one of the half-pulleys of each pulley is movable in the axial direction, and one of the intermediate supports made irregular in accordance with the invention, each fixed pulley formed polushkivom polushkivom and having the ability to move in the axial direction. The intermediate bearings are connected by a common axis and made movable in the transverse plane of the variator, and the intermediate support of one of the two-arm levers is made adjustable to allow mutual displacement of the half-gears of the drive and driven shafts to control their pressure on the side surfaces of the V-belt.

Кроме того, для обеспечения возможности отключения клиноременного вариатора без остановки вращения ведущего вала клиноременный вариатор снабжен механизмом отключения, выполненным в виде четырех шарнирно связанных стержней, два из которых выполнены большей длины, чем два других, причем шарниры, связывающие стержни большей длины и стержни меньшей длины между собой, установлены на общей оси, соединяющей промежуточные опоры двуплечих рычагов.In addition, to enable the V-belt variator to be switched off without stopping the rotation of the drive shaft, the V-belt variator is equipped with a trip mechanism made in the form of four pivotally connected rods, two of which are longer than the other two, with hinges connecting longer rods and shorter rods among themselves, are installed on a common axis connecting the intermediate supports of two-arm levers.

Повышение долговечности работы клиноременного вариатора обусловлено тем, что выполнение промежуточной опоры двуплечего рычага регулируемой, когда каждый шкив образован неподвижным полушкивом и полушкивом, имеющим возможность перемещения в осевом направлении, и промежуточные опоры соединены общей осью и выполнены подвижными в поперечной плоскости вариатора, позволяет в процессе эксплуатации контролировать давление опорных поверхностей полушкивов на боковые поверхности клинового ремня и его рабочее натяжение, тем самым обеспечивая оптимальную работу вариатора в области высоких кпд и минимального износа.The increase in the durability of the V-belt variator is due to the fact that the intermediate support of the two shoulders of the lever is adjustable, when each pulley is formed by a fixed half-bolt and half-pulley, which can be moved in the axial direction, and the intermediate supports are connected by a common axis and made movable in the transverse plane of the variator, which allows during operation to control the pressure of the supporting surfaces of the half-cows on the lateral surfaces of the V-belt and its working tension, thereby ensuring variator optimum performance at high efficiency and minimum wear.

Дополнительное введение механизма отключения позволяет выключать клиноременный вариатор в необходимых случаях без остановки вращения ведущего вала.An additional introduction of the shutdown mechanism allows you to turn off the V-belt variator in necessary cases without stopping the rotation of the drive shaft.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена кинематическая схема клиноременного вариатора; на фиг.2 представлен механизм отключения клиноременного вариатора; на фиг.3 - разрез по линии А-А фиг.2; на фиг.4 - разрез по линии Б-Б фиг.2.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a kinematic diagram of a V-belt variator; figure 2 presents the shutdown mechanism of the V-belt variator; figure 3 is a section along the line aa of figure 2; figure 4 is a section along the line BB of figure 2.

Кроме этого на чертеже дополнительно обозначено следующее:In addition, the drawing further indicates the following:

- двумя горизонтальными линиями со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показаны направления перемещения полушкивов;- two horizontal lines with arrows pointing in opposite directions show the direction of movement of the half-cows;

- одной горизонтальной штриховой линией со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показано направление перемещения общей оси промежуточных опор;- one horizontal dashed line with arrows pointing in opposite directions shows the direction of movement of the common axis of the intermediate supports;

- двумя круговыми линиями со стрелками, обращенными в одну сторону, показаны направления вращения ведущего и ведомого валов;- two circular lines with arrows pointing in one direction, shows the direction of rotation of the drive and driven shafts;

- двумя вертикальными горизонтальными дугообразными линиями со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показаны направления перемещения стержней большей длины механизма отключения.- two vertical horizontal arcuate lines with arrows pointing in opposite directions, shows the direction of movement of the rods of a greater length of the shutdown mechanism.

Клиноременный вариатор содержит ведущий вал 1 и ведомый вал 2. На ведущем валу 1 и ведомом валу 2 установлены ведущий и ведомый шкивы соответственно. Ведущий шкив образован неподвижным полушкивом 3 и подвижным полушкивом 4, имеющим возможность перемещения в осевом направлении. Ведомый шкив образован неподвижным полушкивом 5 и подвижным полушкивом 6, имеющим возможность перемещения в осевом направлении. Каждый из полушкивов 3, 4, 5, 6 выполнен из конического диска со ступицей.The V-belt variator comprises a drive shaft 1 and a driven shaft 2. On the drive shaft 1 and the driven shaft 2, the driving and driven pulleys are installed, respectively. The driving pulley is formed by a fixed pulley 3 and a movable pulley 4, which can be moved in the axial direction. The driven pulley is formed by a fixed half-pulley 5 and a movable half-pulley 6, which can be moved in the axial direction. Each of the half-cows 3, 4, 5, 6 is made of a conical disk with a hub.

Клиновой ремень 7 вариатора установлен охватывающим ведущий и ведомые шкивы.The V-belt 7 of the variator is installed covering the driving and driven pulleys.

Клиноременный вариатор также снабжен двуплечим рычагом 8 с промежуточной опорой 10, контактирующим с полушкивами 3 и 6, и двуплечим рычагом 9 с промежуточной опорой 11, контактирующим с полушкивами 4 и 5. Промежуточные опоры 10 и 11 предназначены для обеспечения возможности перемещения полушкивов ведущего вала 1 и ведомого вала 2 в противоположных направлениях. Промежуточная опора 10 двуплечего рычага 8 выполнена регулируемой с обеспечением возможности взаимного смещения полушкивов ведущего вала 1 и полушкивов ведомого вала 2 для контроля их давления на боковые поверхности клинового ремня 7. Промежуточная опора 11 двуплечего рычага 9 выполнена нерегулируемой. Промежуточные опоры 10 и 11 соединены подвижной общей осью 12 и выполнены подвижными в поперечной плоскости вариатора.The V-belt variator is also equipped with a two-arm lever 8 with an intermediate support 10 in contact with the half-cups 3 and 6, and a two-arm lever 9 with an intermediate support 11 in contact with the half-cups 4 and 5. Intermediate bearings 10 and 11 are designed to enable the half-gears of the drive shaft 1 and driven shaft 2 in opposite directions. The intermediate support 10 of the two shoulders of the lever 8 is made adjustable to allow mutual displacement of the half-sheaves of the drive shaft 1 and the half-sheaves of the driven shaft 2 to control their pressure on the lateral surfaces of the V-belt 7. The intermediate support 11 of the two shoulders of the lever 9 is made unregulated. The intermediate bearings 10 and 11 are connected by a movable common axis 12 and made movable in the transverse plane of the variator.

Промежуточная опора 10 снабжена пружиной 13, обеспечивающей давление двуплечих рычагов 8 и 9 на подвижные полушкивы 6 и 4 соответственно. Пружина 13 в свою очередь снабжена поджимной гайкой 14 для регулировки давления. Взаимосвязанное изменение расстояний между полушкивами ведущего вала 1 и полушкивами ведомого вала 2 и, соответственно, необходимое передаточное отношение привода обеспечивается при осуществлении возможности поворота двуплечего рычага 9 в поперечной плоскости клиноременного вариатора.The intermediate support 10 is equipped with a spring 13, which provides pressure two-arm levers 8 and 9 on the moving half-cows 6 and 4, respectively. The spring 13 is in turn provided with a compression nut 14 for adjusting the pressure. An interconnected change in the distances between the half-bolts of the drive shaft 1 and the half-bolts of the driven shaft 2 and, accordingly, the necessary gear ratio of the drive is ensured when the two shoulders of the lever 9 are rotated in the transverse plane of the V-belt variator.

Механизм отключения выполнен в виде четырех шарнирно связанных стержней 15, 16, 17, 18, Два стержня 15 и 16 выполнены большей длины, чем два стержня 17 и 18. Шарнир 19, связывающий стержни 15 и 16 большей длины между собой, размещен на общей оси 12, соединяющей промежуточные опоры 10 и 11 двуплечих рычагов 8 и 9 соответственно, в месте установки промежуточной опоры 11. Шарнир 20, связывающий стержни 17 и 18 меньшей длины между собой, размещен на общей оси 12, соединяющей промежуточные опоры 10 и 11 двуплечих рычагов 8 и 9 соответственно, в месте установки промежуточной опоры 10. Шарнир 21, связывающий стержни 16 и 18 между собой, установлен в месте соединения этих стержней. Шарнир 22, связывающий стержни 15 и 17 между собой, установлен в месте соединения этих стержней.The shutdown mechanism is made in the form of four pivotally connected rods 15, 16, 17, 18, two rods 15 and 16 are made longer than two rods 17 and 18. The hinge 19, connecting rods 15 and 16 of a greater length to each other, is placed on a common axis 12 connecting the intermediate supports 10 and 11 of the two-arm levers 8 and 9, respectively, at the installation location of the intermediate support 11. The hinge 20 connecting the shafts 17 and 18 of a shorter length to each other is placed on a common axis 12 connecting the intermediate supports 10 and 11 of the two-arm levers 8 and 9, respectively, at the installation site of the intermediate pores 10. The hinge 21 connecting the rods 16 and 18 with each other is installed at the junction of these rods. The hinge 22 connecting the rods 15 and 17 with each other is installed at the junction of these rods.

Клиноременный вариатор работает следующим образом. При вращении ведущего вала 1 благодаря давлению конических поверхностей полушкивов 3 и 4 на боковые поверхности клинового ремня 7 возникают силы трения в зоне их контакта и ремень 7 также приходит во вращение. За счет сил трения между коническими поверхностями полушкивов 5 и 6 и боковыми поверхностями клинового ремня 7 приходит во вращение ведомый вал 2. При изменении расстояния между полушкивами ведущего вала 1 и ведомого вала 2 меняется радиус охвата клиновым ремнем 7 соответствующих шкивов и, соответственно, передаточное отношение привода.V-belt variator works as follows. When the drive shaft 1 rotates due to the pressure of the conical surfaces of the half pulleys 3 and 4 on the side surfaces of the V-belt 7, friction forces arise in the contact zone and the belt 7 also comes into rotation. Due to the frictional forces between the conical surfaces of the half-pulleys 5 and 6 and the lateral surfaces of the V-belt 7, the driven shaft 2 comes into rotation. When the distance between the half-bolts of the driving shaft 1 and the driven shaft 2 changes, the radius of coverage of the corresponding pulleys by the V-belt 7 and, accordingly, the gear ratio drive.

Для выключения клиноременного вариатора сближаются концы больших стержней 15 и 16, при этом увеличивается расстояние между шарнирами 19 и 20. Под действием последних увеличивается расстояние между подвижными опорами 10 и 11 двуплечих рычагов 8 и 9, благодаря чему подвижные полушкивы 4 и 6 перемещаются в сторону увеличения расстояния между полушкивами ведущего 1 вала и ведомого 2 вала. Устраняется контакт между боковыми поверхностями клинового ремня 7 и коническими поверхностями полушкивов. Клиновой вариатор отключается без остановки вращения ведущего вала 1.To turn off the V-belt variator, the ends of the large rods 15 and 16 approach each other, while the distance between the hinges 19 and 20 increases. Under the influence of the latter, the distance between the movable bearings 10 and 11 of the two-arm levers 8 and 9 increases, due to which the movable half-wheels 4 and 6 are moved upwards the distance between the half-bolts of the drive shaft 1 and the driven shaft 2. The contact between the side surfaces of the V-belt 7 and the conical surfaces of the half-cows is eliminated. The wedge variator is switched off without stopping the rotation of the drive shaft 1.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить долговечность работы клиноременной передачи.Thus, the use of the invention allows to increase the durability of the V-belt transmission.

Claims

1. V-belt variator, containing drive and driven shafts, drive and driven pulleys mounted on them, each of which is formed by two half-blades from conical disks with hubs, a V-belt, covering pulleys, two-arm levers in contact with the half-blades and having intermediate bearings intended for providing the possibility of moving the half-pulleys of the driving and driven shafts in opposite directions, while one of the half-pulleys of each pulley is made with the possibility of movement in the axial direction, and one of Intermediate bearings are made unregulated, characterized in that each pulley is formed by a fixed half-pulley and half-pulley, which can be moved in the axial direction, the intermediate bearings are connected by a common axis and made movable in the transverse plane of the variator, and the intermediate support of one of the two-arm levers is made adjustable so that mutual the displacement of the half-sheaves of the driving and driven shafts to control their pressure on the side surfaces of the V-belt.

2. The variator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a shut-off mechanism made in the form of four pivotally connected rods, two of which are made longer than the other two, with hinges connecting longer rods and shorter rods to each other, mounted on a common axis connecting the intermediate bearings of two shoulders levers.