Редуктор-мультипликатор

Полезная модель направлена на улучшение эксплуатационных характеристик редукторов-мультипликаторов с изменяемым коэффициентом передачи вращения, увеличение надежности работы устройства, увеличение диапазона изменений мощности приводного устройства без изменения коэффициента передачи. Указанный технический результат достигается тем, что редуктор, содержащий ведущий и ведомый валы, с общей осью вращения, и как минимум два дополнительных вала или шестерни между указанными валами, объединенные в блок, способный вращаться вокруг оси вращения редуктора, а также устройство управления вращением блоком дополнительных валов, или шестерен, имеет режимы блокировки вращения блока дополнительных валов относительно корпуса редуктора, либо относительно ведущего или ведомого валов. Как минимум один из валов редуктора может быть выполнен в виде усеченного конуса. При этом, оси промежуточных валов могут быть выполнены с возможностью перемещения по прямой, перпендикулярной к оси вращения редуктора. Устройство управления может иметь нажимное тормозное устройство. В результате применения полезной модели появляется возможность исключения пробуксовки редуктора при изменении нагрузки на ведомый вал, при изменении мощности и оборотов приводного устройства, либо при износе валов. Кроме того, увеличивается диапазон диаметров валов, пригодных для использования в конкретном устройстве, снижаются требования к точности изготовления составных элементов устройства.

Полезная модель относится к области машиностроения и, в частности к устройствам для передачи вращения с переменной скоростью в условиях изменения мощности приводного механизма и изменении нагрузки на выходной вал.

В настоящее время для этих целей применяются различные виды редукторов - мультипликаторов с червячным или фрикционным механизмом, вариаторы, волновые передачи [1, 2]. Наиболее близкими к предлагаемой полезной модели являются редукторы мультипликаторы планетарного вида, имеющие как минимум один вал, колесо или шестерню, с подвижной осью и устройство управления вращением промежуточных валов (сателлитов) с целью плавного изменения передаточного числа редуктора-мультипликатора [2]. Недостатком указанных устройств, является необходимость высокой точности изготовления деталей и их юстировки, возможность пробуксовки ведомого вала при быстрых изменениях нагрузки или мощности приводного устройства, а также при износе промежуточных валов или шестерен.

Заявляемая полезная модель направлена на улучшение эксплуатационных характеристик редукторов-мультипликаторов с изменяемым коэффициентом передачи вращения, увеличение надежности работы устройства, увеличение диапазона изменений мощности приводного устройства без изменения коэффициента передачи, на устранение пробуксовки, а также на снижение требований к точности изготовления элементов устройства. Указанный технический результат достигается тем, что редуктор, содержащий ведущий и ведомый валы, с общей осью вращения, и как минимум два дополнительных вала или шестерни между указанными валами, объединенные в блок, способный вращаться вокруг оси вращения редуктора, а также устройство управления вращением блока дополнительных валов, или шестерен, имеет режимы блокировки вращения блока дополнительных валов относительно корпуса редуктора, либо относительно ведущего и(или) ведомого валов. Как минимум один из валов редуктора может быть выполнен в виде усеченного конуса. При этом оси промежуточных валов могут быть выполнены с возможностью перемещения по прямой, перпендикулярной к оси вращения редуктора. Устройство управления может иметь нажимное тормозное устройство. В результате появляется возможность исключения пробуксовки редуктора при изменении нагрузки на ведомый вал и при изменении мощности приводного устройства, либо при износе валов. Кроме того, увеличивается диапазон диаметров валов, пригодных для использования в конкретном устройстве, снижаются требования к точности изготовления элементов устройства.

На Фиг.1 показан принцип работы устройства. Направления вращении различных элементов устройства показаны стрелками. Из рисунка видно, что если в качестве ведущего вала выбран вал 1, а в качестве ведомого вала выбран вал 2. Блок промежуточных валов 3 и 4,

установленный на перемычке 5 неподвижен относительно корпуса 6, то ведомый вал 2 будет вращаться быстрее ведущего вала 1 в отношении, равном отношению диаметров внутренней поверхности ведущего вала 1 и ведомого вала 2. Если же перемычка 5 вращается вместе с ведущим и ведомым валами, то скорости вращения валов 1 и 2 будут одинаковыми. В случае, если перемычка 5 не закреплена и блок валов 3 и 4 может свободно вращаться вокруг оси редуктора-мультипликатора, то передаточное число устройства будет меняться в зависимости от скорости вращения блока валов 3 и 4.

На Фиг.2 показан принцип работы фрикционного варианта устройства, в котором валы 1, 2, 3 и 4 выполнены в виде усеченных конусов, а устройство управления вращением блока валов 3 и 4 выполнено в виде прижимного тормозного диска. Из рисунка видно, что если тормозное устройство 7 не нажато, то стопорный штифт 8 обеспечивает вращение перемычки 5 вместе с ведущим валом 1 и передаточное число устройства равно единице. При нажатии на тормозное устройство 7, произойдет разъединение перемычки 5 и ведущего вала 1, и передаточное число устройства начнет возрастать по мере замедления вращения блока валов 3 и 4. При дальнейшем нажатии на тормозное устройство 7 стопорный штифт 8 остановит вращение блока валов 3 и 4, и передаточное число устройства будет максимально. Из рисунка видно, что диаметры валов 1 и 2 в данном случае могут быть различными.

Если в качестве ведущего вала выбран вал 1, то устройство будет выполнять функции мультипликатора, если же ведущим выбран вал 2, то устройство будет выполнять функции редуктора. Валы 1, 2, 3 и 4 могут быть выполнены в виде шестерен.

Предложенная полезная модель может быть использована в коробках передач велосипедов, автомобилей и других транспортных средств, а также в случаях, когда необходимо регулирование коэффициента передачи вращения при изменении мощности и оборотов приводного механизма, либо в условиях изменения усилий на выходной вал. В случае применения устройства, например в велосипедах, ведущий вал 1 может быть выполнен в виде звездочки заднего колеса.

Библиографические данные

[1] Детали машин. Расчет и конструирование. Беляев В.Н. и др. Справочник. М., 1969. с.294-296.

[2] Детали машин. Ред. Ряховский О.А., М., МГТУ, 2004. с.261-277.

1. Редуктор-мультипликатор, содержащий ведущий и ведомый валы, с общей осью вращения, и содержащий между указанными валами как минимум два дополнительных вала, объединенные в блок, способный вращаться вокруг оси вращения редуктора, а также устройство управления вращением блоком дополнительных валов, отличающийся тем, что устройство управления вращением блоком дополнительных валов имеет режим блокировки вращения блока дополнительных валов относительно корпуса редуктора.

2. Редуктор-мультипликатор по п.1, отличающийся тем, что устройство управления вращением блоком дополнительных валов, имеет режим блокировки вращения блока дополнительных валов относительно ведущего и ведомого валов.

3. Редуктор-мультипликатор по п.2, отличающийся тем, что устройство управления вращением блоком дополнительных валов имеет нажимное тормозное устройство.

4. Редуктор-мультипликатор по п.3, отличающийся тем, что как минимум один из валов редуктора-мультипликатора выполнен в виде усеченного конуса, а оси промежуточных валов имеют возможность перемещения по прямой, перпендикулярной к оси вращения редуктора-мультипликатора.