RU2052689C1

RU2052689C1 - Transport variator

Info

Publication number: RU2052689C1
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Черняев
Original assignee: Борис Николаевич Черняев
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: automotive and tractor industry. SUBSTANCE: variator has housing, driving and driven shafts, central wheel with inner working side, gear wheels, mechanism for axial movement of the central wheel, mechanism for switching operating condition, spring-loaded suspensions mounted on rods of carrier flanges, intermediate gears, and mutually balancing satellites which are mounted on axles set in bearings of suspension webs and have gear toothings. The gear wheels of the driven shaft engage the toothings through intermediate gears. The satellites can be assembled in blocks with the common gear toothing and have different conicity. The central wheel can be made up as spring split rings. EFFECT: improved design. 18 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, предназначается для использования в транспортных средствах в качестве механизма согласования мощности мотора с крутящим моментом ведущих колес и регулирования скорости. The invention relates to mechanical engineering, is intended for use in vehicles as a mechanism for matching the motor power with the torque of the drive wheels and speed control.

Известны транспортные вариаторы разнообразных конструкций. Например, вариатор для привода в транспортных машинах [1] содержащий соосные валы, зубчатое колесо ведомого вала, водило и механизм изменения передаточного отношения. При изменении эксцентриситета подпружиненных коромысел меняется частота ведомого вала. Этот вариатор работает в области глубокого редуцирования. Known transport variators of various designs. For example, a variator for a drive in transport vehicles [1] containing coaxial shafts, a gear wheel of a driven shaft, a carrier and a gear ratio change mechanism. With a change in the eccentricity of the spring-loaded rocker arms, the frequency of the driven shaft changes. This variator works in the field of deep reduction.

Известен вариационный мультипликатор с авторедуцированием для скоростных транспортных средств, содержащий соосные валы с механизмом изменения передаточного отношения в виде упругого обода, изменение эллипсности которого ведет через систему тяговых элементов к изменению частоты ведомого вала. Этот вариатор не предусмотрен к реализации больших мощностей [2]
Наиболее близким к изобретению является вариатор, содержащий корпус, ведущий и ведомый валы, взаимно уравновешенные сателлиты, оси которых расположены параллельно осям валов, центральное колесо с внутренней рабочей поверхностью, зубчатые колеса, механизм осевого перемещения центрального колеса и механизм переключения режима работы [3] В известном вариаторе обеспечивается изменение частоты вращения выходного вала в широких пределах при разном направлении вращения выходного вала. Переключение на всем диапазоне чисел оборотов происходит плавно даже при переходе через ноль.Known variational multiplier with auto reduction for high-speed vehicles, containing coaxial shafts with a gear ratio change mechanism in the form of an elastic rim, a change in the ellipse of which leads through a system of traction elements to a change in the frequency of the driven shaft. This variator is not intended for the implementation of large capacities [2]
Closest to the invention is a variator comprising a housing, drive and driven shafts, mutually balanced satellites whose axes are parallel to the axes of the shafts, a central wheel with an internal working surface, gears, an axial movement mechanism of the central wheel and a mode switching mechanism [3] B known variator provides a change in the frequency of rotation of the output shaft over a wide range with different directions of rotation of the output shaft. Switching over the entire range of revolutions occurs smoothly even when crossing through zero.

Целью изобретения является создание транспортного вариатора, надежного и удобного в эксплуатации устройства для замены в транспортных средствах коробок скоростей, не решающих задачу согласования оптимальных частот мотора и трансмиссии. The aim of the invention is the creation of a transport variator, reliable and easy-to-use device for replacing gearboxes in vehicles that do not solve the problem of matching the optimal frequencies of the motor and transmission.

Для достижения цели транспортный вариатор, содержащий корпус, ведущий и ведомый валы, взаимно уравновешенные сателлиты, оси которых расположены параллельно осям валов, центральное колесо с внутренней рабочей поверхностью, зубчатые колеса, механизм осевого перемещения центрального колеса и механизм переключения режима работы, снабжен подпружиненными подвесками, при необходимости имеющими противовесы, установленными с возможностью поворота на штангах фланцев водила, несущих промежуточные шестерни, сателлиты размещены на осях, каждая из которых установлена в подшипниках щек подвесок и имеет зубчатый венец, а одно из зубчатых колес размещено на ведомом валу для взаимодействия через промежуточные шестерни с зубчатыми венцами. To achieve the goal, a transport variator, comprising a housing, drive and driven shafts, mutually balanced satellites whose axes are parallel to the shaft axes, a central wheel with an internal working surface, gears, an axial displacement mechanism of the central wheel and a mode switching mechanism, is equipped with spring-loaded suspensions, if necessary, having counterweights, mounted with the possibility of rotation on the rods of the carrier flanges bearing intermediate gears, the satellites are placed on the axles, each of which it is mounted in bearings of suspensions of the pendants and has a gear ring, and one of the gears is placed on the driven shaft for interaction through intermediate gears with gear rings.

Сателлиты могут быть выполнены в виде блоков из двух или более тел качения с общим зубчатым венцом, а центральное колесо в этом случае имеет число рабочих колец, равное числу сателлитов в блоке. Установка сателлитов в виде блоков распределяет нагрузку на несколько сателлитов блока, что уменьшает нагрузку на сателлиты, повышает их сцепление и уменьшается износ. Satellites can be made in the form of blocks of two or more rolling bodies with a common gear ring, and the central wheel in this case has the number of working rings equal to the number of satellites in the block. The installation of satellites in the form of blocks distributes the load to several satellites of the block, which reduces the load on the satellites, increases their adhesion and reduces wear.

Рабочая поверхность сателлитов или конец центрального колеса выполнена по рабочей длине с различной величиной конусности, обратно пропорциональной величине изменения редуцирования. Контактирование в этом случае осуществляется сателлитами блоков по пружинящим торовым поверхностям сменных колец, одной стороной жестко закрепленных на центральном колесе, а другой стороной размещенных в его кольцевых проточках со свободой осевого перемещения. Пружинящие кольца, во-первых, дают возможность контактирования по изменяемой конусности сателлитов, во-вторых, увеличивают площадь контактирования, так как увеличивается величина упругой деформации и уменьшаются удельные контактные напряжения и, в-третьих, уменьшается влияние погрешностей изготовления контактируемых элементов. The working surface of the satellites or the end of the central wheel is made along the working length with different tapers, inversely proportional to the magnitude of the reduction. In this case, contacting is carried out by block satellites on the springy toroidal surfaces of interchangeable rings, one side rigidly fixed to the central wheel, and the other side placed in its annular grooves with freedom of axial movement. Spring rings, firstly, make it possible to contact by the variable taper of the satellites, secondly, increase the contact area, since the magnitude of the elastic deformation increases and the specific contact stresses decrease and, thirdly, the influence of manufacturing errors of the contacted elements decreases.

Значительным преимуществом транспортного вариатора является возможность применения на всех элементах зубчатого зацепления стандартного цилиндрического профиля. A significant advantage of the transport variator is the possibility of using a standard cylindrical profile on all gear elements.

Подпружинивание сателлитов в заявленном вариаторе выполнено пружинами, закрепленными одной стороной на рычагах подвесок, а другой стороной на кольцах, имеющих возможность осевого фиксированного поворота на оси водила. Поворот колец с фиксацией их, например, на шлицах дает возможность осуществлять плавную надежную регулировку пружин одновременно всех сателлитов. Привод на поворот колец может быть дистанционным. The springing of the satellites in the claimed variator is made by springs fixed on one side on the suspension arms, and on the other side on rings having the possibility of axial fixed rotation on the carrier axis. The rotation of the rings with their fixation, for example, on the slots makes it possible to carry out smooth reliable adjustment of the springs of all satellites simultaneously. The drive to turn the rings can be remote.

Механизм осевого перемещения центрального колеса транспортного вариатора выполнен в виде закрепленных на нем реек, выведенных через пазы корпуса с двух его сторон наружу и зацепляющихся с зубчатыми секторами, ось поворота которых снабжена возвратными пружинами и соединена с педалью независимого управления частотой ведущего и ведомого валов или с отдельным рычагом управления частотой ведомого вала. Двухстороннее зацепление зубчатыми секторами с общей осью привода исключает возможность перекоса и заклинивания центрального колеса. The axial movement of the central wheel of the transport variator is made in the form of racks fixed on it, brought out through the grooves of the housing from its two sides to the outside and engaged with gear sectors, the rotation axis of which is equipped with return springs and connected to an independent frequency control pedal of the drive and driven shafts or with a separate lever for controlling the frequency of the driven shaft. Bilateral gearing with gear sectors with a common drive axis eliminates the possibility of skewing and jamming of the central wheel.

Возвратные пружины могут быть применены двухстороннего действия с нейтральным понижением центрального колеса при контактировании его рабочих поверхностей с сателлитами в зоне, соответствующей остановке ведомого вала. The return springs can be applied double-acting with a neutral lowering of the central wheel when its working surfaces are in contact with the satellites in the area corresponding to the stop of the driven shaft.

Это условие дает преимущество с точки зрения удобства эксплуатации и техники безопасности, так как в этом случае при сбрасывании ноги с педали управления или ослабления на нее усилия, что происходит при потере водителем способности к управлению, пружины смещают центральное колесо в зону остановки ведомого вала. This condition gives an advantage from the point of view of ease of use and safety, since in this case, when the foot is dropped from the control pedal or the effort is weakened on it, which occurs when the driver loses control ability, the springs shift the central wheel to the stop zone of the driven shaft.

Механизм переключения режима работы содержит подшипники с направляющими коническими ободами около сателлитов со стороны ведомого вала, на которые переходят сателлиты во время переключения. The switching mechanism of the operating mode contains bearings with guiding tapered rims near the satellites on the side of the driven shaft, to which the satellites switch during switching.

Зубчатые венцы сателлитов выполнены шире зубчатых венцов зубчатого колеса ведомого вала, у которого зубчатый венец внутреннего зацепления смещен относительно венца наружного зацепления и имеет начальный диаметр, равный сумме двух начальных диаметров промежуточных шестерен и начального диаметра зубчатого венца наружного зацепления. Такая конструкция делает не нужным применение соединяющих выступов и впадин, как у прототипа, и дает компактное и надежное соединение. The gears of the satellites are made wider than the gears of the gears of the driven shaft, in which the gears of the internal gears are offset from the outer gears and have an initial diameter equal to the sum of the two initial diameters of the intermediate gears and the initial diameter of the gears of the external gears. This design makes it unnecessary to use the connecting protrusions and depressions, as in the prototype, and gives a compact and reliable connection.

Транспортный вариатор может использоваться при тихоходном ведущем вале. В этом случае центробежных усилий сателлитов может оказаться недостаточно для их сцепления с рабочими кольцами центрального колеса. Предусмотрено несколько вариантов увеличения сцепления сателлитов. The transport variator can be used with a low-speed drive shaft. In this case, the centrifugal forces of the satellites may not be enough for their adhesion to the working rings of the central wheel. There are several options for increasing the adhesion of satellites.

Рабочая поверхность сателлитов может иметь односторонне направленные зубья с крутой и пологой гранью, причем уклон пологих граней направлен в сторону вращения сателлитов, что увеличивает сцепление даже при гладких поверхностях рабочих поясков центрального колеса, так как зубья создают на них концентрационные напряжения, увеличивающие местные упругие деформации колец, которые создают опорные пороги. The working surface of the satellites can have one-sided teeth with a steep and gentle face, and the slope of the gentle faces is directed to the side of rotation of the satellites, which increases adhesion even with smooth surfaces of the working belts of the central wheel, since the teeth create concentration stresses on them that increase local elastic deformations of the rings that create reference thresholds.

Пружинящие кольца центрального колеса могут быть выполнены разрезанными со свободной стороны до зоны жесткого крепления на элементы с закругленными скосами с рабочей стороны шириной меньше шага крутых граней сателлита с односторонне направленными зубьями. В этом случае сателлиты работают без проскальзывания вообще, так как в любом положении зуб сателлита продавливает пружинящую пластину элемента кольца и встречает надежную тангенциальную опору на грани смежного элемента. The spring rings of the central wheel can be made cut from the free side to the zone of rigid attachment to elements with rounded bevels on the working side with a width less than the pitch of the steep edges of the satellite with one-sided teeth. In this case, the satellites operate without slipping at all, since in any position the tooth of the satellite pushes the spring plate of the ring element and meets reliable tangential support on the edge of the adjacent element.

Сателлиты в виде цилиндров с торовыми рабочими поверхностями по торцам и подшипниковым ободом посередине и размещены на шлицах валиков подвесок со свободой осевого перемещения, а центральное колесо содержит одну или несколько пар подвижных и неподвижных колец с встречной конической рабочей поверхностью, причем подвижные кольца соединены с механизмом осевого перемещения центрального колеса. Satellites in the form of cylinders with torus working surfaces along the ends and the bearing rim in the middle and are placed on the slots of the suspension rollers with freedom of axial movement, and the central wheel contains one or more pairs of movable and fixed rings with a counter conical working surface, and the movable rings are connected to the axial mechanism moving the center wheel.

При увеличенном количестве сателлитов в блоке большую компактность обеспечивает центральное колесо с промежуточными кольцами, имеющими конические поверхности и ограниченными в тангенциальном направлении. With an increased number of satellites in the block, the central wheel with intermediate rings having conical surfaces and bounded in the tangential direction provides greater compactness.

Большую компактность также при повышенном сцеплении сателлитов дает исполнение транспортного вариатора с симметричными конусными рабочими поверхностями сателлитов, с установкой на общем основании или вершине конусов подшипникового обода для прямого соединения валов. При применении такого транспортного вариатора, например, на мотовелосипеде ведущее водило имеет двухсторонний вывод шипов для мускульного привода. Greater compactness also with increased satellite grip is provided by the design of a transport variator with symmetrical conical working surfaces of the satellites, with a bearing rim mounted on a common base or on top of the cones for direct connection of shafts. When using such a transport variator, for example, on a motorbike, the drive carrier has a two-sided output of studs for a muscular drive.

Если ускоряющая передача не предусматривается, все венцы зубчатого колеса ведомого вала имеют зубья наружного зацепления для взаимодействия с сателлитами, чем достигается упрощение конструкции при прямом соединении валов. If an acceleration gear is not provided, all the gears of the driven shaft have external gear teeth for interacting with the satellites, thereby simplifying the design by directly connecting the shafts.

Для увеличения гибкости расчетных характеристик и элементов зубчатого зацепления промежуточные шестерни выполнены в виде блоков промежуточных шестерен. To increase the flexibility of the design characteristics and gear elements, the intermediate gears are made in the form of blocks of intermediate gears.

На фиг.1 изображен транспортный вариатор, установленный на транспортном средстве вид сбоку с местным вырывом (виден пол кабины транспортного средства, совмещенная педаль "газ-передача" и карданный вал трансмиссии. Педаль и соответственно, центральное колесо в промежуточном положении. Переключатель режима работы в положении редукции); на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 (расположение педали ("газ-передача" для правостороннего движения транспорта); на фиг. 3 то же, что на фиг.1, но педаль "газ-передача" вдавлена (величины обороты ДВС) и передвинута в переднее крайнее положение вариатор в режиме прямого соединения валов: центральное колесо сдвинуто в крайнее положение, сателлиты по конусным ободам подшипников сошли с рабочих поверхностей центрального колеса, под действием центробежной силы подвески отклонились к периферии и замкнули обод внутреннего зацепления зубчатого колеса ведомого вала; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 то же, продольный разрез; на фиг. 6 разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 изображен транспортный вариатор со сменными кольцами центрального колеса цельными и разрезными (управление положением центрального колеса рычажное); на фиг. 8 разрез Г-Г на фиг.7 (изображено зацепление "зубчатого" сателлита со скошенными пружинящими пластинами разрезанного кольца центрального колеса); на фиг.9 вид, аналогичный фиг.1 (изображен транспортный вариатор с постоянным диаметром сателлитов). Положение педали "газ-передача" близкое к прямому соединению валов. Соответственно конические кольца почти сдвинуты и их верхние кромки при дальнейшем небольшом движении педали вперед перейдут на подшипниковые ободы сателлитов; на фиг.10 разрез Д-Д на фиг.9 в увеличенном масштабе; на фиг.11 малогабаритный транспортный вариатор с двухсторонним выводом шипов ведущего водила (сателлиты выполнены с противоположно направленными коническими поверхностями с общим основанием. Изменение положения подвижного кольца центрального колеса осуществляется рычагом по многоходовой резьбе, как у прототипа); на фиг. 12 изображен вариатор-мультипликатор с центральным колесом с наружной рабочей поверхностью; на фиг.13 изображен вариант вариатора с промежуточными кольцами центрального колеса. Figure 1 shows the transport variator mounted on the vehicle side view with a local breakout (visible on the floor of the vehicle cabin, combined gas-transmission pedal and driveline of the transmission. The pedal and, accordingly, the central wheel in the intermediate position. The mode switch in reduction position); in Fig. 2, a section A-A in Fig. 1 (pedal arrangement ("gas transmission" for right-hand traffic); in Fig. 3 the same as in Fig. 1, but the gas-transmission pedal is depressed (values engine speed) and the variator is moved to the front extreme position in the direct shaft connection mode: the central wheel is shifted to the extreme position, the satellites along the conical rims of the bearings come off the working surfaces of the central wheel, under the action of the centrifugal force of the suspension deviated to the periphery and closed the rim of the internal gearing of the gear led og shaft; in Fig. 4, section B-B in Fig. 3; in Fig. 5, a longitudinal section; in Fig. 6, section B-B in Fig. 5; Fig. 7 shows a transport variator with interchangeable central rings solid and split wheels (lever control of the position of the central wheel); in Fig. 8, section G-G in Fig. 7 (engagement of a “gear” satellite with beveled spring plates of the cut ring of the central wheel); Fig. 9 is a view similar to Fig. 1 (shows a transport variator with a constant diameter of satellites). The position of the gas-transmission pedal is close to the direct connection of the shafts. Accordingly, the conical rings are almost shifted and their upper edges with a further small movement of the pedal forward will go to the bearing rims of the satellites; figure 10 section DD in figure 9 on an enlarged scale; 11 small-sized transport variator with two-sided output of the spikes of the carrier (satellites are made with oppositely directed conical surfaces with a common base. The position of the movable ring of the central wheel is changed using a multi-thread lever, as in the prototype); in FIG. 12 shows a CVT with a central wheel with an outer working surface; in Fig.13 shows a variant of the variator with intermediate rings of the Central wheel.

Транспортный вариатор состоит из корпуса 1, ведущего водила 2, соединенного с валом двигателя и снабженного фланцами 3. На штангах 4 фланцев ведущего водила шарнирно установлены подвески 5 с противовесами 6. Щеки 7 подвесок несут в своих подшипниках оси 8, на которых жестко установлены сателлиты 9. Оси 8 заканчиваются зубчатыми венцами 10, находящимися в зацеплении с промежуточными шестернями 11, установленными на подшипниках штанг 4 фланцев ведущего водила. В рабочем положении сателлиты обкатываются по внутренним рабочим поверхностям 12 центрального колеса 13. В нерабочем положении сателлиты оттянуты пружинами 14 к оси водила. The transport variator consists of a housing 1, a leading carrier 2, connected to the engine shaft and provided with flanges 3. Suspension brackets 5 with counterweights 6 are mounted on the rods 4 of the leading carrier flanges 6. The cheeks of 7 suspensions carry axles 8 in their bearings, on which satellites 9 are rigidly mounted Axes 8 end with gear rims 10, meshed with intermediate gears 11 mounted on the bearings of the rods 4 of the flanges of the carrier. In the working position, the satellites run on the inner working surfaces 12 of the central wheel 13. In the inoperative position, the satellites are pulled by springs 14 to the axis of the carrier.

Центральное колесо соединено с механизмом перемещения, который состоит из реек 15, с двух сторон закрепленных на центральном колесе и выведенных наружу через пазы 16 корпуса, секторов 17, зацепленных с рейками и соединенных общей осью 18, снабженной возвратными пружинами 19, которые в свободном состоянии возвращают центральное колесо из крайних положений в середину корпуса, в зону нулевых скоростей ведомого вала 20. Шестерня 21, закрепленная на оси 18, зацепляется с рейкой 22, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения. На рейке шарнирно закреплена педаль 23 "газ-передача" с возвратной пружиной 24. Педаль соединена с гибким тросиком 25, управляющим положением дроссельной заслонки карбюратора двигателя. Боуден 26 тросика закреплен на рейке, так что при ее поступательном движении тросик не влияет на положение заслонки. Таким образом, при поступательном перемещении педали мускульным усилием ноги или при помощи гидроусилителя (не изображен) и при ее повороте происходит независимое управление частотой двигателя, т.е. ведущего водила, и частотой ведомого вала. The central wheel is connected to the movement mechanism, which consists of rails 15, mounted on two sides on the central wheel and brought out through the grooves 16 of the housing, sectors 17 engaged with the rails and connected by a common axis 18 provided with return springs 19, which return in a free state the Central wheel from the extreme positions in the middle of the housing, in the zone of zero speeds of the driven shaft 20. The gear 21 mounted on the axis 18 is engaged with the rack 22, which has the possibility of reciprocating movement. A gas-transmission pedal 23 with a return spring 24 is articulated on the rail. The pedal is connected to a flexible cable 25, which controls the position of the throttle valve of the carburetor of the engine. The Bowden 26 cable is fixed to the rail, so that with its forward movement the cable does not affect the position of the damper. Thus, when translating the pedal with the muscular effort of the foot or with the help of a hydraulic booster (not shown) and when it is turned, the engine frequency is independently controlled, i.e. leading carrier, and the frequency of the driven shaft.

Каждый сателлит или один сателлит каждого блока снабжен подшипником с направляющим коническим ободом 27 для осуществления прямого соединения валов. Шипы ведущего водила размещены в подшипнике корпуса 1 и подшипнике полости ведомого вала 20, на шлицах которого установлено зубчатое колесо 28. Один из двух его венцов находится в зацеплении с промежуточными шестернями 9. Венец 29 наружного зацепления снижает скорость ведомого вала, венец 30 внутреннего зацепления повышает ее. Механизм переключения режима работы, переключающий венцы, содержит вилку 31, подшипники которой расположены в пазах зубчатого колеса 28 ведомого вала, при повороте рукоятки 32 вокруг оси 33 сдвигают колесо по шлицам ведомого вала, переключая венцы. Each satellite or one satellite of each block is equipped with a bearing with a guide conical rim 27 for direct connection of the shafts. The spikes of the drive carrier are located in the bearing of the housing 1 and the bearing of the cavity of the driven shaft 20, on the slots of which a gear wheel 28 is installed. One of its two crowns is engaged with the intermediate gears 9. The crown 29 of the outer gear reduces the speed of the driven shaft, the crown 30 of the internal gear increases her. The switching mechanism of the operating mode, switching the crowns, contains a fork 31, the bearings of which are located in the grooves of the gears 28 of the driven shaft, when the handle 32 is rotated around the axis 33, the wheel is moved along the splines of the driven shaft, switching the crowns.

Регулировка усилий пружин 14 достигается поворотом колец 34, которые затем фиксируются на шлицах, когда поворот осуществляется при осевом смещении с них, или винтовыми припорами. Внутренние концы пружин закреплены на выступах этих колец, наружные на щеках подвесок. The adjustment of the efforts of the springs 14 is achieved by turning the rings 34, which are then fixed on the slots, when the rotation is carried out with axial displacement from them, or screw devices. The inner ends of the springs are fixed on the protrusions of these rings, external on the cheeks of the suspensions.

При повороте подвесок с сателлитами под действием центробежных сил связь зубчатого зацепления не нарушается, так как зубчатые венцы сателлитов обкатывают венцы промежуточных шестерен. When turning the suspensions with the satellites under the action of centrifugal forces, the gear connection is not broken, since the gear rims of the satellites run around the rims of the intermediate gears.

Сателлиты 9 для улучшения эксплуатации могут иметь рабочие поверхности различной конусности, то есть могут быть разделены, например, на три зоны: зону 35 прямого хода. Зону 36 нулевых и малых скоростей и зону 37 обратного хода. Для улучшения условий кинематического и прочностного расчета и расширения диапазона регулирования промежуточные шестерни 11 могут быть заменены блоком шестерен 38, 39. Satellites 9 to improve operation can have working surfaces of different tapers, that is, they can be divided, for example, into three zones: zone 35 forward motion. Zone 36 zero and low speeds and zone 37 reverse. To improve the conditions of the kinematic and strength calculation and expand the control range, the intermediate gears 11 can be replaced by a gear block 38, 39.

Для улучшения сцепления сателлитов 9 с рабочими поясками внутренних рабочих поверхностей 12 последние могут выполняться пружинящими, торовой формы на сменных кольцах 40. Одной стороной 41 кольца жестко крепятся на центральном колесе 13, а другой стороной 42 размещаются в его кольцевых проточках 43. Такое крепление обеспечивает их упругую деформацию и удобство установки. To improve the adhesion of the satellites 9 with the working belts of the inner working surfaces 12, the latter can be spring-loaded, torus-shaped on interchangeable rings 40. On one side 41, the rings are rigidly mounted on the central wheel 13, and the other side 42 are placed in its annular grooves 43. Such a fastening provides them elastic deformation and ease of installation.

Еще большее улучшение сцепления сателлитов обеспечивает их выполнение "зубчатыми", снабжение их рабочей поверхности односторонне направленными зубьями с крутой 44 и пологой 45 гранью. An even greater improvement in the cohesion of the satellites is ensured by their “gearing”, supplying their working surface with one-sided teeth with a steep 44 and a shallow 45 face.

Уклон пологих граней направлен в сторону вращения сателлита во время его обкатки по пружинящему ободу кольца, что обеспечивает упор ребра зуба в упруго-деформированную поверхность кольца 40. The slope of the shallow faces is directed towards the rotation of the satellite during its running along the spring rim of the ring, which provides an emphasis on the edges of the tooth in the elastically deformed surface of the ring 40.

Работа такого сателлита в паре с кольцом, разрезанным до зоны крепления на пластины-элементы 46 с закругленными скосами с рабочей стороны, вообще исключает его проскальзывание. Каждый элемент выполняется шириной меньше шага крутых граней зубчатого сателлита, так что в любом положении зуба на поверхности кольца он продавливает элементы 45 пологой гранью и обеспечивает контактный/ нефрикционный упор в площадки их скосов крутой гранью. The work of such a satellite paired with a ring cut to the mounting zone on the plate-elements 46 with rounded bevels on the working side, generally eliminates its slipping. Each element is made with a width less than a step of the steep edges of the gear satellite, so that in any position of the tooth on the surface of the ring, it pushes the elements 45 with a shallow face and provides a contact / non-friction stop in the area of their bevels with a steep face.

Такое исполнение контактирующих пар предусмотрено для малооборотного ведущего водила. Подпружинивание подвесок в этом случае исполняется в сторону рабочей поверхности кольца центрального колеса/ например/ пластинчатыми пружинами. This design of the contacting pairs is provided for a low-speed drive carrier. Suspension suspension in this case is performed towards the working surface of the center wheel ring / for example / with leaf springs.

Центральное колесо 13 в упрощенных случаях применения транспортного вариатора может перемещаться рукояткой 47, соединенной с осью поворота секторов 17 или непосредственно с центральным колесом, на котором в этом случае исполняется, как и у прототипа, многозаходная резьба с ответной резьбой 48 в корпусе. The Central wheel 13 in simplified cases, the application of the transport variator can be moved by a handle 47 connected to the axis of rotation of the sectors 17 or directly with the Central wheel, which in this case is executed, as in the prototype, multi-thread with a mating thread 48 in the housing.

Хорошую компактность, сцепление и осевую разгрузку дает исполнение центрального колеса в виде пар подвижных 49 и неподвижных 50 колец с встречной конической рабочей поверхностью постоянной или переменной конусности. Подвижные кольца соединены штангами 51. Good compactness, grip and axial unloading are provided by the execution of the central wheel in the form of pairs of movable 49 and motionless 50 rings with a counter conical working surface of constant or variable taper. The movable rings are connected by rods 51.

Сателлиты выполнены в виде цилиндров с торовыми рабочими поверхностями 52 по краям и размещены на шлицах 53 осей подвесок. При перемещении подвижных колец рабочий поясок контактирующих пар переходит на другой диаметр, что меняет скорость ведомого вала. При сближении колец скорость ведомого вала возрастает. При полном их сближении сателлиты выдвигаются на цилиндрические кромки 54 своими цилиндрическими подшипниковыми ободами 55. При этом сателлиты теряют тангенциальный упор, а зубчатые венцы 10 входят в зацепление с зубчатым колесом ведомого вала и напрямую соединяют его с ведущим водилом. Ускоряющего режима работы у этого исполнения нет. The satellites are made in the form of cylinders with torus working surfaces 52 at the edges and placed on the splines 53 of the suspension axes. When moving the movable rings, the working belt of the contacting pairs changes to a different diameter, which changes the speed of the driven shaft. When the rings come together, the speed of the driven shaft increases. With their full convergence, the satellites extend onto the cylindrical edges 54 with their cylindrical bearing rims 55. At the same time, the satellites lose their tangential emphasis, and the gear crowns 10 engage with the gear wheel of the driven shaft and directly connect it to the drive carrier. There is no accelerating operation mode for this design.

Транспортный вариатор может применяться для мотовелосипедного привода. В этом случае шипы ведущего водила имеют двусторонний вывод и снабжаются звездочкой 56, соединенной с ДВС. Сателлиты выполнены с симметричными конусными поверхностями. Прямое соединение валов, как и в предыдущем случае, обеспечивается выходом подшипникового обода 55 на цилиндрическую кромку соединенных колец 49,50 с замыканием зубчатого зацепления. Ведомый вал заменен ведомой звездочкой 57. The transport variator can be used for a motorbike drive. In this case, the spikes of the leading carrier have a two-sided output and are equipped with an asterisk 56 connected to the internal combustion engine. Satellites are made with symmetrical conical surfaces. A direct connection of the shafts, as in the previous case, is ensured by the output of the bearing rim 55 to the cylindrical edge of the connected rings 49.50 with the closure of the gearing. The driven shaft is replaced by a driven sprocket 57.

Принцип работы транспортного вариатора может быть применен в вариаторе-мультипликаторе. В этом случае ведущее водило имеет только один фланец 4, который вставляется в проем щек 7 вилок подвесок 6, оси которых несут сателлиты с симметричными конусными поверхностями 58 с подшипниковым общим ободом 59 прямого соединения валов. При полном соединении неподвижного 60 и подвижного 61 колец с наружной рабочей поверхностью валы соединяются напрямую, как в предыдущих исполнениях. При раздвижении колец за счет смещения кольца 61 по многозаходной резьбе рабочий диаметр сателлитов увеличивается, а так как они обкатываются по наружной поверхности центрального колеса, окружная скорость промежуточных шестерен 11 складывается с окружной скоростью водила на ободе зубчатого колеса ведомого вала, то есть происходит увеличение частоты ведомого вала. The principle of operation of the transport variator can be applied in the variator-multiplier. In this case, the lead carrier has only one flange 4, which is inserted into the opening of the cheeks 7 of the suspension forks 6, the axes of which are satellites with symmetrical taper surfaces 58 with a bearing common rim 59 of the direct connection of the shafts. When the fixed 60 and movable 61 rings are fully connected to the outer working surface, the shafts are connected directly, as in previous versions. When the rings are extended due to the displacement of the ring 61 along the multi-thread, the working diameter of the satellites increases, and since they roll around on the outer surface of the central wheel, the peripheral speed of the intermediate gears 11 is added to the peripheral speed of the carrier on the rim of the gear wheel of the driven shaft, that is, the frequency of the driven shaft increases shaft.

При увеличенном количестве сателлитов в блоке, центральное колесо может быть выполнено с промежуточными кольцами 62, которые установлены на шлицах корпуса. Промежуточные кольца самоориентируются в осевом направлении при перемещении подвижного кольца. With an increased number of satellites in the block, the central wheel can be made with intermediate rings 62, which are mounted on the slots of the housing. The intermediate rings self-orient in the axial direction when moving the movable ring.

Транспортный вариатор, как регулируемая передача, относится к типу планетарных передач с ведущим водилом. Передаточное число в этом случае, как общеизвестно, определяется по методу Виллиса, т.е. по методу остановленного водила. The transport variator, as an adjustable gear, refers to the type of planetary gears with a leading carrier. The gear ratio in this case, as is well known, is determined by the Willis method, i.e. by the method of a stopped carrier.

При направлении вращения ведущего водила, показанного на фиг. 6, по часовой стрелке, в режиме редукции, сателлиты, обкатывая эпицикл, вращаются против часовой стрелки, как и их зубчатые венцы, которые поворачивают промежуточные шестерни по часовой стрелке, и последние стремятся повернуть зубчатый венец наружного зацепления колеса при редукции ведомого вала против часовой стрелки. Таким образом, на ободе этого колеса от окружной скорости водила отнимается противоположно направленная окружная скорость на ободе промежуточной шестерни, в результате чего и обеспечивается редуцирование. In the direction of rotation of the drive carrier shown in FIG. 6, clockwise, in reduction mode, the satellites, rolling around the epicyclic, rotate counterclockwise, like their ring gears, which rotate the intermediate gears clockwise, and the latter tend to rotate the outer ring gear of the wheel during reduction of the driven shaft counterclockwise . Thus, on the rim of this wheel, the opposite directional peripheral speed on the rim of the intermediate gear is subtracted from the peripheral speed of the carrier, as a result of which reduction is provided.

При остановленном водиле повернем эпицикл центральное колесо на один оборот против часовой стрелки. При этом элементарно определяется доля поворота зубчатого колеса ведомого вала по отношению к неподвижному водилу. With the carrier stopped, turn the epicycle of the central wheel one revolution counterclockwise. In this case, the proportion of rotation of the gear of the driven shaft with respect to the stationary carrier is determined elementarily.

Итак, при этом условии число оборотов сателлита
n_сn_э d_э/d_c. Такое же число оборотов его зубчатого венца
n_c n_шс Число оборотов промежуточной шестерни d_ш"
n_ш" n_шс d_шс/d_ш"
Такое же число оборотов промежуточной шестерни d_ш' n_ш' n_ш"Наконец число оборотов зубчатого колеса d_н
n_н n_ш' d_ш'/d_н, или
n_н=n_э

То есть зубчатое колесо повернулось в том же направлении и по фазе отстало от эпицикла при одном его обороте на величину
1 n_н. Это отставание продолжается при дальнейших поворотах эпицикла, и оно остается тем же самым, если вращается водило.So, under this condition, the speed of the satellite
n _s n _e d _e / d _c . The same number of revolutions of its ring gear
n _c n _шс Number of revolutions of the intermediate gear d _ш "
n _w "n _brs _brs d / d _w '
The same number of revolutions of the intermediate gear d _w 'n _w ' n _w "Finally, the number of revolutions of the gear wheel d _n
n _n n _w 'd _w ' / d _n , or
n _n = n _e

That is, the gear turned in the same direction and lagged behind the epicycle in phase at one revolution by an amount
1 n _n This lag continues during further turns of the epicycle, and it remains the same if the carrier rotates.

Таким образом, передаточное число транспортного вариатора в редукционном режиме как отношение числа оборотов ведущего водила к числу оборотов ведомого вала равно при одном обороте водила
i_ред=

При тех же условиях на режиме мультипликации, когда промежуточные шестерни обкатываются по венцу внутреннего зацепления колеса ведомого вала, получаем формулу передаточного числа
i_м=

При равенстве d_ш' d_ш", когда вместо блока шестерен применяется одна шестерня, формула пеpедаточного числа упрощается:
i

(∓) для ускоряющего режима работы вариатора.Thus, the gear ratio of the transport variator in the reduction mode as the ratio of the number of revolutions of the leading carrier to the number of revolutions of the driven shaft is equal to one revolution of the carrier
i _ed =

Under the same conditions in the animation mode, when the intermediate gears are run around the rim of the internal gearing of the driven shaft, we obtain the gear ratio
i _m =

At equality d _w 'd _w ", when used alone pinion gear instead of a block, the number of simplified formula pepedatochnogo:
i

(∓) for the accelerating operation of the variator.

Анализируя вышеприведенные формулы, можно сделать вывод, что диапазон регулирования транспортного вариатора неограниченно высок.При d_э d_шс << d_н d_с его передаточное число стремится к единице, при d_э d_шс d_н d_с в режиме редукции оно равно бесконечности и, наконец, в режиме мультипликации передаточное число меньше единицы, то есть обеспечивается ускоряющая передача.Analyzing the above formula, we can conclude that regulation of the transport of the variator range is unlimited vysok.Pri _br d _e d << d _n d _with its gear ratio approaches unity, at d _e d _br d _n d _c in the reduction mode, it is equal to infinity, and finally, in the animation mode, the gear ratio is less than one, that is, an accelerating transmission is provided.

В отключенном положении валы транспортного вариатора разделены по двум потокам. Во-первых, возвратные пружины 19 при освобожденной педали переместили центральное колесо в зону, где d_э d_шсd_н d_c, во-вторых, пружины подвесок оттянули сателлиты к оси валов и разобщили их с центральным колесом. Таким образом, в трансмиссии, использующей транспортный вариатор, может отсутствовать механизм сцепления.In the off position, the shafts of the transport variator are divided in two streams. Firstly, the return springs 19, with the pedal released, moved the central wheel to the zone where d _e d _ds d _n d _c , and secondly, the suspension springs pulled the satellites to the shaft axis and separated them from the central wheel. Thus, in a transmission using a transport variator, there may be no clutch mechanism.

При включении двигателя и прогревании его на "малом газу" сателлиты также не контактируют с центральным колесом до тех пор, пока не будет добавлен "газ", т.е. пока не будет несколько повернута педаль 23. When the engine is turned on and warmed up with "low gas", the satellites also do not contact the central wheel until "gas" is added, i.e. until pedal 23 is slightly turned.

В этом случае обороты двигателя увеличиваются и возрастающая центробежная сила сателлитов, преодолевая действием пружин 14, отводит их к рабочей поверхности 12 центрального колеса и они начинают ее обкатывать. При этом вращаются зубчатые венцы 10 и вращаются промежуточные шестерни 11, но не вращается зубчатое колесо 28 ведомого вала, так как промежуточные шестерни 11 в нейтральном положении центрального колеса просто обкатывают венец наружного зацепления 29, не передавая вращение зубчатому колесу ведомого вала. In this case, the engine speed increases and the increasing centrifugal force of the satellites, overcoming the action of the springs 14, leads them to the working surface 12 of the central wheel and they begin to run around it. In this case, the gear rims 10 rotate and the intermediate gears 11 rotate, but the gear wheel 28 of the driven shaft does not rotate, since the intermediate gears 11 in the neutral position of the central wheel simply run around the outer gear ring 29 without transmitting rotation to the gear of the driven shaft.

При поступательном перемещении педали "на себя" вправо по фиг.1 сателлиты переходят на все увеличивающиеся рабочие диаметры d_э обкатки.With the translational movement of the pedal "to yourself" to the right in figure 1, the satellites switch to ever increasing working diameters d _e running.

Вышеприведенное равенство нарушается, d_э d_шс >d_н d_с и передаточное число приобретает отрицательное значение, то есть ведомый вал начинает вращаться в сторону, противоположную вращению ведущего водила. Транспортное средство осуществляет "задний ход" со скоростью тем большей, чем больше смещена "на себя" педаль. При отпускании педали центральное колесо автоматически смещается в нейтральную зону, при этом осуществляется плавное торможение транспортного средства, так как сателлиты, переходя на уменьшающиеся диаметры рабочей поверхности 12, плавно снижают скорость до нуля.При поступательном перемещении педали "от себя" центральное колесо, перемещаясь вправо по фиг.1, переводит сателлиты на обкатку все уменьшающихся диаметров. Знак неравенства меняет направление, т. е. d_э d_шс < <d_н d_с. Знаменатель в формуле передаточного отношения становится положительной величиной, и транспортное средство плавно наращивает скорость "переднего хода", так как d_э, все уменьшаясь, приближает значение передаточного отношения к единице. В положении центрального колеса, близком к крайнему правому, сателлиты переходят на его кромки своими коническими ободами 27 и, теряя сцепление, "сползают" с рабочих поверхностей в крайнее периферийное положение, изображенное на фиг.3. При этом зубчатые венцы 10 сателлитов входят в зацепление с ободом 30 колеса 28, то есть одновременно оказываются замкнутыми оба венца этого двухвенцового колеса, что связывает его напрямую с ведущим водилом.The above equality is violated, d _e d _ss > d _n d _s and the gear ratio becomes negative, that is, the driven shaft begins to rotate in the direction opposite to the rotation of the leading carrier. The vehicle carries out "reverse" with a speed the greater, the more the pedal is "shifted" towards itself. When the pedal is released, the central wheel is automatically shifted to the neutral zone, while the vehicle is smoothly braking, since the satellites, moving to decreasing diameters of the working surface 12, smoothly reduce speed to zero. When the pedal is moved “away from you”, the central wheel moves to the right figure 1, translates the satellites into the run-in of all decreasing diameters. The inequality sign changes direction, i.e., d _e d _ss <<d _n d _s . The denominator in the gear ratio formula becomes a positive value, and the vehicle gradually increases the speed of the "forward stroke", since d _e , decreasing, brings the gear ratio closer to unity. In the position of the central wheel, close to the far right, the satellites move to its edges with their conical rims 27 and, losing traction, "slide" from the working surfaces to the extreme peripheral position shown in Fig.3. In this case, the gear crowns 10 of the satellites mesh with the rim 30 of the wheel 28, that is, both crowns of this two-crown wheel are closed at the same time, which connects it directly to the driving carrier.

Для дальнейшего увеличения скорости водитель может при соответствующих дорожных условиях ввести "сверхскоростной режим мультипликации. Для этого он рукояткой 32 перемещает колесо 28 по шлицам ведомого вала влево до освобождения его зубчатого венца наружного зацепления. To further increase the speed, the driver can, under appropriate road conditions, enter an "ultra-high-speed animation mode. To do this, he moves the wheel 28 along the slots of the driven shaft to the left with the handle 32 until its external gear ring is released.

При этом транспортный вариатор остается в положении прямого соединения валов, так как зубчатые венцы 10 не вращаются и через подвески соединены с ведущим водилом. Теперь, перемещая педаль 23 "на себя", сателлиты вновь вводят в сцепление с центральным колесом, начиная с меньших диаметров его рабочих поверхностей 12 по направлению к его большим диаметрам. Так как в формуле передаточного числа при замене d_нна d_в в знаменателе меняется знак с "-" на "+", числовое значение знаменателя начинает возрастать по мере увеличения d_э, а значение передаточного числа становится все уменьшающимся от единицы, то есть скорость ведомого вала становится все больше скорости ведущего водила. Режим "сверхскорости" допустим на специально оборудованных автомобилях. В обычном же автомобильно-тракторном исполнении транспортного вариатора колесо ведомого вала может не иметь венца внутреннего зацепления (фиг.9). Работа такого вариатора описана ранее.In this case, the transport variator remains in the position of the direct connection of the shafts, since the ring gears 10 do not rotate and are connected to the leading carrier through the suspensions. Now, moving the pedal 23 “towards itself”, the satellites are again engaged with the central wheel, starting from the smaller diameters of its working surfaces 12 in the direction of its large diameters. Since in the gear ratio formula when replacing d _n with d _in the denominator, the sign changes from “-” to “+”, the numerical value of the denominator begins to increase with increasing d _e , and the gear ratio becomes ever decreasing from unity, that is, the speed the driven shaft becomes more and more speed of the leading carrier. The "super speed" mode is permissible on specially equipped vehicles. In the usual automobile-tractor design of the transport variator, the wheel of the driven shaft may not have a crown of internal engagement (Fig. 9). The operation of such a variator is described earlier.

Важным достоинством прототипа вариатора унвартора Черняева при применении его в качестве транспортного вариатора является использование им принципа центробежного прижима сателлитов. Этот принцип сохранен и в транспортном вариаторе, где еще большее внимание обращено на дозировку этого усилия, добавлением в систему кроме пружин 14 еще и противовесов, снимающих избыточную центробежную силу, развиваемую подвесками с блоками сателлитов. An important advantage of the prototype of the variator of the unvator Chernyaev when using it as a transport variator is its use of the principle of centrifugal clamp of satellites. This principle is also preserved in the transport variator, where even more attention is paid to the dosage of this effort, by adding to the system, in addition to the springs 14, also counterweights that remove the excess centrifugal force developed by the suspensions with satellite blocks.

Этот принцип позволяет водителю в любом режиме вариатора перейти на инерционный пробег. Для этого достаточно сбросить газ, отпустив поворот педали, которая, повернувшись в исходное положение под действием пружин 24, установит заслонку карбюратора в положение "холостого хода", т.е. резко снизит частоту ДВС и ведущего водила. При этом резко снизится величина центробежных сил прижима и под действием пружин 14 подвески отойдут к центру, pазобщив ведущий и ведомый валы. This principle allows the driver to switch to inertial mileage in any variator mode. To do this, it is enough to dump the gas by letting go of the pedal, which, having turned to its original position under the action of the springs 24, will set the carburetor damper to the "idle" position, i.e. sharply reduce the frequency of the internal combustion engine and the leading carrier. In this case, the magnitude of the centrifugal clamping forces will decrease sharply and under the action of the springs 14, the suspension will move to the center, separating the drive and driven shafts.

Транспортный вариатор позволяет водителю простым перемещением той же педали 23 произвести эффективное торможение двигателем, причем это торможение осуществляется на любом уклоне. Для этого достаточно с "подгазовкой", т.е. при нажатой педали, плавно, до нужной скорости освободить ее для горизонтального перемещения. Плавное увеличение передаточного числа вариатора до сколь угодно большого при жесткой связи валов обеспечит плавное замедление скорости транспортного средства вплоть до его остановки. The transport variator allows the driver by simply moving the same pedal 23 to produce effective engine braking, and this braking is carried out on any slope. To do this, it is enough with "gas", i.e. while depressing the pedal, gently, to the desired speed, release it for horizontal movement. A smooth increase in the gear ratio of the variator to an arbitrarily large with a rigid connection of the shafts will provide a smooth deceleration of the vehicle speed until it stops.

Параллельное расположение осей сателлитов в транспортном вариаторе позволяет устанавливать их блоками, любым количеством в ряд, когда каждый сателлит блока работает со своим кольцом центрального колеса. Из всех существующих вариаторов такой особенностью обладают только многодисковые вариаторы типа вариатора Байера, однако многодисковые вариаторы не обладают возможностями реверса и мультипликации и диапазон регулирования у них по сравнению с планетарными вариаторами невелик и по принципу контактирования пакета дисков они обладают очень большим геометрическим скольжением. То есть они не могут с нужной эффективностью служить в качестве транспортного вариатора. The parallel arrangement of the axes of the satellites in the transport variator allows you to set them in blocks, any number in a row, when each satellite of the block works with its own ring of the central wheel. Of all the existing CVTs, only multi-disk CVTs of the Bayer type variator have such a feature, however, multi-disk CVTs do not have reverse and animation capabilities and their control range is small compared to planetary CVTs and, according to the principle of contacting the disk package, they have a very large geometric slip. That is, they cannot serve as the transport variator with the necessary efficiency.

Для передачи окружной силы F сателлиты должны быть прижаты к рабочим поверхностям центрального колеса с такой силой F_n, чтобы возникающая между ними сила трения была больше передаваемой окружной силы.To transmit the circumferential force F, the satellites must be pressed against the working surfaces of the central wheel with such a force F _n that the friction force between them is greater than the transmitted circumferential force.

Основная зависимость, определяющая передачу крутящего момента с вала ДВС:
F_n f βF, где β запас сцепления, равный 3,0;
f коэффициент трения в условиях смазки, равный 0,1 (Б.А.Пронин, Г.А. Ревков. Фрикционные передачи. М. Машиностроение, 1980, с.175).The main dependence that determines the transmission of torque from the ICE shaft:
F _n f βF, where β is a traction margin of 3.0;
f the coefficient of friction in terms of lubrication, equal to 0.1 (B.A. Pronin, G.A. Revkov. Friction gears. M. Engineering, 1980, p.175).

В транспортном вариаторе рабочее контактирование обеспечивается центробежными силами противовесов и усилием пружины. То есть на каждом сателлитном блоке при установившемся движении действует равенство моментов
F' r₁ F_n r₁ F"r₂ Gr₃ 0, где F' центробежная сила блока сателлитов;
F_n результирующие реакции;
F" центробежная сила противовеса;
G усилие возвратной пружины;
r₁ радиус подвески;
r₂ радиус центра масс противовеса;
r₃ радиус-плечо подвески пружины.In the transport variator, working contact is provided by centrifugal counterbalance forces and spring force. That is, on each satellite block with steady motion, the equality of moments
F 'r ₁ F _n r ₁ F "r ₂ Gr ₃ 0, where F' is the centrifugal force of the satellite block;
F _n resulting reactions;
F "centrifugal counterweight force;
G spring force;
r ₁ suspension radius;
r ₂ radius of the center of mass of the counterweight;
r ₃ radius-shoulder of the spring suspension.

В упрощенном виде при приведении действующих сил и их радиусов имеем:
F_n K F' G', где G' приведенное усилие возвратной пружины;
К коэффициент приведения.Таким образом

KF′-G′=4π²mRn²-G′ где m приведенная масса блока;
R приведенный радиус;
n частота ведущего водила.In a simplified form, when reducing the acting forces and their radii, we have:
F _n KF 'G', where G 'is the reduced spring force;
K coefficient of reduction. Thus

KF′-G ′ = 4π ² mRn ² -G ′ where m is the reduced mass of the block;
R is the reduced radius;
n the frequency of the leading carrier.

Необходимая величина окружной силы F определяется величиной передаваемой мощности, то есть величиной крутящего момента М
M=716

при n 4500 об/мин; М 0,16 N (75 об/с).The required value of the circumferential force F is determined by the amount of transmitted power, that is, the magnitude of the torque M
M = 716

at n 4500 rpm; M 0.16 N (75 rpm).

Ниже приводится условный расчет транспортного вариатора на среднюю мощность, N 100 л.с. При этом принимается использование четырехштангового водила с усредненным радиусом R 0,1 м. Усилие возвратных пружин G' 100 кгс. Определяется необходимая масса сателлитов для передачи крутящего момента
М 0,16 N 16 кгс;
q

+ G

=4π²mRn²
m

0,58 кг
Округляем массу сателлитного блока до 1 кг, тем самым почти в два раза увеличивая силы сцепления, и приводим расчет на количество сателлитов в блоке, исходя из допускаемых контактных напряжений. Материал сателлитов и рабочих колец центрального колеса следует принять рекомендованными практикой вариаторостроения.The following is a conditional calculation of a transport variator for average power, N 100 hp In this case, the use of a four-bar carrier with an average radius of R 0.1 m is adopted. The return spring force G 'is 100 kgf. The required mass of satellites for transmitting torque is determined
M 0.16 N 16 kgf;
q

+ G

= 4π ² mRn ²
m

0.58 kg
We round the mass of the satellite unit to 1 kg, thereby almost doubling the adhesion forces, and calculate the number of satellites in the unit based on the permissible contact stresses. The material of the satellites and the working rings of the central wheel should be accepted as recommended by the practice of variational engineering.

При работе элементов в масле закаленная сталь по закаленной HR_с= 60.80 стали ШХ15,65Г и др. допускаемое контактное напряжение [ σ_н] пары определяется как: [ σ_н] 220 НRс; [ σ_н] 14000 кг/см² при m 1 кг; F_n 2259 кгс.When the elements work in oil, hardened steel according to hardened HR _c = 60.80 steel ШХ15.65Г and other permissible contact stress [σ _n ] of a pair is defined as: [σ _n ] 220 НRс; [σ _n ] 14000 kg / cm ² at m 1 kg; F _n 2259 kgf.

Контактные напряжения определяются по формуле Герца-Беляева
σ_н=0,418

< [σ_н] где Е модуль упругости;
b ширина рабочего пояска, b 0,4 см;
ρ приведенная кривизна контакта, ρ 3 см;
σ_н=0,418

26280 кг/см²
Количество сателлитов К в блоке определяется по допускаемому контактному напряжению на каждый сателлит:
K

≈ 2 сателлита
Как было сказано, транспортный вариатор обеспечивает разъединение валов для инерционного пробега при любой установленной передаче, когда частота ДВС сброшена до определенного минимального уровня. Эта минимальная частота определяется уравнением
n_min=60

≈ 300 об/мин
Уменьшение частоты ведущего водила вплоть до n_min не нарушает сцепления сателлитов с кольцами центрального колеса, если крутящий момент на трансмиссию формируется в соответствии с одновременным падением мощности двигателя.Contact stresses are determined by the Hertz-Belyaev formula
σ _n = 0.418

<[σ _n ] where E is the elastic modulus;
b working belt width, b 0.4 cm;
ρ reduced contact curvature, ρ 3 cm;
σ _n = 0.418

26280 kg / cm ²
The number of satellites K in the block is determined by the permissible contact voltage for each satellite:
K

≈ 2 satellites
As it was said, the transport variator provides the separation of the shafts for the inertial mileage with any gear set, when the frequency of the internal combustion engine is reset to a certain minimum level. This minimum frequency is determined by the equation
n _min = 60

≈ 300 rpm
Reducing the frequency of the leading carrier up to n _min does not violate the clutch of the satellites with the rings of the central wheel, if the torque on the transmission is formed in accordance with the simultaneous decrease in engine power.

Claims

1. A transport variator comprising a housing, drive and driven shafts, mutually balanced satellites, the axes of which are parallel to the axes of the shafts, a central wheel with an inner working surface, gear wheels, an axial movement mechanism of the central wheel and a mode switching mechanism, characterized in that it equipped with spring-loaded suspensions, if necessary having counterweights, mounted with the possibility of rotation on the rods of the carrier flanges bearing intermediate gears, the satellites are placed on the axles, to Each of which is installed in the bearings of the cheeks of the suspensions and has a gear rim, and one of the gears is placed on the driven shaft for interaction through intermediate gears with gear rims.

2. The variator according to claim 1, characterized in that the satellites are made in the form of a block of two or more rolling bodies with a common ring gear, and the central wheel has two or more rings with an internal working surface, respectively.

3. The variator according to claim 1, characterized in that the working surface of the satellites or rings of the central wheel is made along the working length with different taper sizes inversely proportional to the change in reduction.

4. The variator according to claim 1, characterized in that all the engagement elements have a normal cylindrical profile.

5. The variator according to claim 1, characterized in that the springing of the satellites is made by springs fixed on one side to the suspension arms and the other side on rings having the possibility of axial fixed rotation on the carrier axis.

6. The variator according to claim 1, characterized in that the axial displacement mechanism of the central wheel is made in the form of racks fixed on it, brought out through the grooves of the housing from its two sides to the outside and for engagement with gear sectors, the rotation axis of which has return springs and is connected pedal of independent control of the frequency of the driving and driven shafts or with a separate lever for controlling the frequency of the driven shaft.

7. The variator according to claim 1, characterized in that the operating mode switching mechanism comprises bearings with guiding bevel rims near the satellites on the driven shaft side, the gear rims of the satellites are wider than the gear rims of the gear wheel of the driven shaft, in which the internal gear ring is offset relative to the outer ring gearing and has an initial diameter equal to the sum of the two initial diameters of the gears and the initial diameter of the ring gear of the external gearing of the gear of the driven shaft.

8. The variator according to claim 1, characterized in that the working surface of the satellites has one-sided teeth with steep and gentle faces, and the slope of the gentle faces is directed towards the rotation of the satellites.

9. The variator according to claim 1, characterized in that the central wheel has interchangeable rings with a springy torus-shaped working surface, one side rigidly fixed to the central wheel, and the other side placed in its annular grooves with the possibility of axial movement.

10. The variator according to claim 1, characterized in that the intermediate gears are made in the form of a block of intermediate gears.

11. The variator according to claim 1, characterized in that the satellites are made in the form of cylinders with torus working surfaces along the ends and the bearing rim in the middle, placed on the splines of the suspension axles with the possibility of axial movement, the central wheel contains one or more pairs of movable and fixed rings with counter conical working surface, and the movable rings are connected to the axial movement mechanism of the central wheel.

12. The variator according to claim 1, characterized in that the leading carrier has a two-way output for the drive.

13. The variator according to claim 1, characterized in that the central wheel has an outer working surface.

14. The variator according to claim 9, characterized in that the interchangeable rings are cut from the free side to the zone of rigid attachment to elements with rounded bevels on the working side, the width is less than the pitch of the steep edges of the satellite with one-sided teeth.

15. The variator according to claim 1, characterized in that all the crowns of the intermediate gears and the wheels of the driven shaft have external gear teeth for interaction with the satellites.

16. The variator according to claim 6, characterized in that the applied double-acting return springs with the neutral position of the central wheel when its working surfaces are in contact with the satellites in the area corresponding to the stop of the driven shaft.

17. The variator according to claim 11, characterized in that the satellites are made with symmetrical conical working surfaces, and a bearing rim is mounted on a common base or common top of the cones for direct connection of the shafts.

18. The variator according to claim 11, characterized in that the central wheel consists of a movable, fixed and intermediate rings, the intermediate rings containing counter conical working surfaces have freedom of axial movement and are limited in a tangential direction.