способ бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю

Формула изобретения

Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения при жесткой кинематической связи элементов передачи с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, отличающийся тем, что вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена, а движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала, причем для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной равномерной скоростью; для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси вращения; на подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью вращения коромысла подвижное звено останавливается; для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной равномерной скоростью, перекрывают друг друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам механической бесступенчатой передачи вращательного движения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является вариатор с жесткой кинематической связью между ведущим и ведомым валами.

Техническим результатом изобретения является увеличение передаваемой мощности и крутящего момента механическими вариаторами.

Указанная задача решается тем, что по способу бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена, а движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала, причем для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной, равномерной скоростью; для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси; на подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью коромысла подвижное звено останавливается; для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени, с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной, равномерной скоростью, перекрывают друг друга.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ. Звенья, обозначенные одинаковыми номерами, идентичны и симметрично расположены друг к другу относительно плоскости, проходящей через ось вращения кулачка 2.

Устройство состоит из ведущего вала 1, пространственного, цилиндрического, кулачкового механизма однократного действия с профильным пазом на боковой поверхности, состоящего из кулачка 2, роликов 3, толкателей 4 и направляющих 5. На толкателях 4 закреплены поворачивающиеся муфты 6, в которые помещены коромысла 7, вращающиеся на осях 8, расположенных вне зоны перемещения ползунов 9 вдоль коромысел 7. Ползуны 9 шарнирно соединены с рейками 10. Рейки перемещаются в направляющих 11, параллельных направляющим 5. Входные валы 12 обгонных муфт 13, находятся в постоянном зацеплении с рейками 10, а выходные валы 14 обгонных муфт 13, в постоянном зацеплении с промежуточными валами 15. Обгонные муфты 13, направляющие 11 и промежуточные валы 15 объединены в механизме 16 преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение ведомого вала 17. Также в состав устройства входят управляющий степенью трансформации гидравлический цилиндр 18 и направляющие 19, расположенные перпендикулярно направляющим 5 и 11.

Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, заключается в том, что вращательное движение ведущего вала 1 преобразовывают в возвратно-поступательное движение толкателей 4, которое преобразовывают в возвратно-вращательное движение коромысел 7. Движение коромысел 7 преобразуют в возвратно-поступательное движение реек 10. Движение реек 10, в свою очередь, преобразовывают во вращательное движение ведомого вала 17. Амплитуда возвратно-поступательного движения реек 10, соответственно и скорость вращения ведомого вала 17, будет зависеть от расположения реек 10 относительно осей 8: чем ближе к осям 8, тем меньше амплитуда движения реек 10 и скорость вращения ведомого вала 17. При совмещении линий действия силы на рейки 10 с осями 8 рейки 10 и ведомый вал 17 останавливаются. Для равномерного вращения ведомого вала 17 рейки 10, на некотором отрезке возвратно-поступательного движения, должны иметь максимальную, равномерную скорость, а для непрерывного вращения ведомого вала 17, движения реек 10 с максимальной, равномерной скоростью должны быть разнесены во времени так, чтобы перекрывать друг друга. Способ осуществляется следующим образом.

Ведущий вал 1 вращает кулачок 2. Кулачок, вращаясь, передает через ролики 3 возвратно-поступательное движение толкателям 4, перемещающимся в направляющих 5. Направляющие 5 параллельны оси вращения кулачка 2 и расположены относительно этой оси под углом 90 градусов друг к другу. При полном обороте кулачка форма элементов кулачка 2 и роликов 3 должна обеспечивать толкателям 4, на отрезке движения между фазами смены направления движения, максимальную, равномерную скорость. Длина этих отрезков такова, что при входе одного из толкателей 4 в фазу смены направления движения другой толкатель 4 из этой фазы выходит.

Поворачивающиеся муфты 6 перемещают коромысла 7 на осях 8. Коромысла через ползуны 9 передают возвратно-поступательное движение рейкам 10, перемещающимся в направляющих реек 11. Движение реек 10 копирует движение соответствующих толкателей 4, но с измененной амплитудой, зависящей от расположения реек 10 относительно осей 8. Рейки 10, перемещаясь в направляющих 11, вращают входные валы 12 обгонных муфт 13. Выходные валы 14 обгонных муфт 13 передают вращение промежуточным валам 15, которые вращают ведомый вал 17.

Механизм 16 преобразования возвратно-поступательного движения перемещается гидравлическим цилиндром 18 по направляющим 19, перпендикулярным направляющим 5 и 11, определяя тем самым положение реек 10 относительно осей коромысел 8 и соответственно скорость вращения ведомого вала 17 относительно ведущего вала 1.