Фрикційний варіатор

Пристрій відноситься до галузі машинобудування і може бути використаний як засіб безступеневого регулювання передаточного відношення в механізмах привода. Відомий, малої потужності, фрикційний варіатор містить диск, з'єднаний з вихідним валом електродвигуна і ролик, що знаходиться в зачепленні з диском з можливість переміщуватися вздовж його радіуса [див. кн. Власов Власюк О.Б. Экспериментальные методы в автоматике - М.: Машиностроение, 1969. - с. 392-393, рис. 198, а]. Проте недоліком відомого пристрою є мала приводна потужність через неможливість реалізації значних контактних зусиль в кінематично зв'язаній фрикційній парі ролик-диск, низька надійність і довговічність фрикційного з'єднання, спричинені тертям ковзання, що знижує ефективність і обмежує область його застосування. Отже, відомий пристрій має низьку ефективність і обмежену область застосування. Тому, з метою підвищення ефективності і розширення області застосування, пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що тертя ковзання ролика по диску замінюється на тертя кочення і тим самими зменшуються втрати на тертя і знос фрикційних поверхонь. Останнє, при збільшенні потужності привода, підвищує надійність і довговічність фрикційного зачеплення. Для цього ролик виконується сферичним зрізаними з двох боків конусними, протилежно розміщеними, заглибленнями і установлюється на сферичну вісь, а механізм переміщення ролика виконаний у вигляді тяги, зв'язаної із сферичною віссю і з додатково установленою зубчастою передачею, одно із коліс якої з'єднано із приводним агрегатом, а друге - вільно посаджено на тягу з обмеженим вздовж вісі ходом і обладнано, зв'язаною за допомогою шліців, втулкою, з'єднаною за допомогою сфери з одним кінцем додатково установленої тяги, другий кінець якої за допомогою сфери з'єднаний з роликом. Така конструкція дасть можливість перекочувати з постійним радіусом кочення ролик по поверхні приводного диска на всьому діапазоні контакту від вісі обертання диска до його периферії і далі від ролика через додаткову тягу, шліцьову втулку і зубчасту передачу обертати ведучий вал приводного агрегата. При цьому в результаті паралельного розміщення вісі обертання сферичного ролика, завдяки його з'єднанню з механізмом переміщення за допомогою сфери, забезпечується постійний радіус кочення фрикційного з'єднання без тертя ковзання. На представленому кресленні показано загальну принципову схему фрикційного варіатора. Фрикційний варіатор містить корпус 1 з установленням диском 2, взаємодіючим через фрикційне зачеплення із сферичним роликом 3. Ролик 3 виконаний зрізаним з двох боків з конусними, протилежно розміщеними, заглибленнями, між якими в центрі ролика виконаний сферичний отвір, з'єднуючий конусні заглиблення. В отвір і конусні заглиблення установлена тяга 4 з одною обоймою 5 для кульок 6, які розміщені разом з тягою в центральному сферичному отворі ролика 3. Кульки 6 фіксуються другою обоймою 7 закріпленою на тязі 4 з протилежного боку ролика. Тяга 4 установлена в напрямних корпуса 1 таким чином, що центр сферичного ролика 3 переміщується паралельно площині обертання диска 2. На тягу 4 між опорою і роликом вільно посаджено зубчасте колесо 8 з обмеженим вздовж вісі ходом, нерухомим упором 9, що в постійному зачепленні із зубчастим колесом 10, жорстко закріпленому на валу 11 приводного агрегата 12. На зубчастому колесі 8 посаджена шліцьова втулка 13 з можливістю вільного ходу вздовж вісі. Втулка 13 за допомогою сфери зв'язана з одним кінцем принаймні одної тяги 14, другий кінець якої також сферою з'єднаний з роликом 3. Для запобігання ковзання ролика 3 відносно диска 2 використана пружина 15, постійно притискаюча диск до ролика. Фрикційний варіатор працює наступним чином. Диск 2 обертається від джерела (електродвигуна, двигуна внутрішнього згорання тощо) частоти обертання з певною частотою обертання. В результаті фрикційного зчеплення обертається ролик 3, який через тягу 14, шліцьову втулку 13, зубчасті колеса 8, 10 і вісь 11, обертає приводний агрегат. Зміщення тяги 4 викликає, завдяки сферичному зв'язку, переміщення ролика 3, який, перекочуючись по диску 2, змінює на ньому радіус бігової доріжки фрикційного зачеплення. При цьому радіус ролика 3, на всьому діапазоні змінювання радіуса диска 2, буде постійним. Це забезпечується паралельним площині диска 2 переміщенням тяги 4, а отже, вісі обертання ролика 3. Приводний агрегат 12 обертається від ролика 3 через тягу 14, яка при його перекочуванні переміщується і разом з ним і шліцьовою втулкою 13 обертається і знаходиться в постійному з'єднанні із зубчастою передачею при будь-якому положенні ролика 3. Таким чином, у фрикційному варіаторі при зафіксованому механізмі переміщення тяги 4 і обертанні диска 2 від стороннього джерела, ролик 3, перекочуючись без тертя ковзання, по біговій доріжці і через тягу 14, шліцьову втулку 13 і зубчасті колеса 8, 10 обертає ведучий вал 11 приводного агрегату 12 з певною частотою, що відповідає певному передаточному відношенню варіатора. Застосування запропонованого фрикційного варіатора, в порівнянні з відомим, дасть можливість: - збільшити потужність, що передається через варіатор; - зменшити знос фрикційних поверхонь і тим самим підвищити надійність і довговічність варіатора; - розширити область застосування.