Дискошариковый вариатор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Труханович Григорий Васильевич(72) Автор Труханович Григорий Васильевич(73) Патентообладатель Труханович Григорий Васильевич(56) НАРБУТ. А. Бесступенчатые трансмиссии // За рулем. - 1985. -6. - С. 16.3434 1, 2000.1511495 1, 1989.2232318 2, 2004.2162555 1, 2001.2101584 1, 1998.2253778 1, 2005.0107485 1, 1984.94/18472 1. ЕСИПЕНКО Я.И. Механические вариаторы скорости. - Киев, 1961. - С. 61. ДЕТАЛИ МАШИН. Сборник материалов по расчету и конструированию. Книга 1 / Под ред. Н.С.Ачеркана Москва, 1953. - С. 575-581.(57) Дискошариковый вариатор, содержащий два имеющих возможность вращения диска,один из которых установлен в окончании маятника и имеет возможность качания по дуге,проходящей через центр второго диска между дисками с возможностью передачи крутящего момента и с регулируемой силой прижима расположен шарик в обойме, выполненной 15512 1 2012.02.28 как окончание маятника шарика, при этом оба маятника выполнены на одной оси и имеют зубчатые секторы, кинематически связанные с соответствующими зубчатыми секторами имеющего возможность поворота управляющего передаточным отношением коромысла таким образом, что маятник шарика имеет возможность качания с угловой скоростью, в два раза меньшей угловой скорости маятника диска, при этом траектория качания шарика также проходит через центр второго диска. Изобретение относится к машиностроению и предназначено для плавного регулирования числа оборотов ведомого вала в механизмах и устройствах, передающих крутящий момент, при этом диапазон передаточного отношения не ограничен. По принципу действия относится к фрикционным передачам, наиболее близки данному изобретению - лобовой трансформатор и тороидный трансформатор 1. Недостатками разнообразных конструкций этих принципиальных схем являются относительно узкий диапазон передаточного отношения по причине использования в них наружных диаметральных поверхностей валов, а также необходимость приложения больших усилий при регулировании передаточного отношения для преодоления силы трения скольжения, что вызывает, в свою очередь, преждевременный износ рабочих элементов вариаторов. Принципиальные аналоги предлагаемому изобретению автору неизвестны. Задачей предлагаемого изобретения является расширение кинематических возможностей механического вариатора с получением неограниченного диапазона передаточного отношения, а также упрощение и силовое облегчение регулирования этим отношением. Решение данной задачи достигается тем, что в дискошариковом вариаторе, содержащем два имеющих возможность вращения диска, один из которых установлен в окончании маятника и имеет возможность качания по дуге, проходящей через центр второго диска между дисками с возможностью передачи крутящего момента и с регулируемой силой прижима расположен шарик в обойме, выполненной как окончание маятника шарика, при этом оба маятника выполнены на одной оси и имеют зубчатые секторы, кинематически связанные с соответствующими зубчатыми секторами имеющего возможность поворота управляющего передаточным отношением коромысла таким образом, что маятник шарика имеет возможность качания с угловой скоростью, в два раза меньше угловой скорости маятника диска, при этом траектория качания шарика также проходит через центр второго диска - для трансформации крутящего момента может использоваться вся торцовая поверхность валов (включая центры), которую в увеличенном виде представляют диски, что и позволяет получить неограниченный диапазон передаточного отношения,а перекатывание шарика без скольжения по поверхности дисков при регулировании передаточного отношения позволяет значительно уменьшить необходимое для этого усилие. Применение изобретения в трансмиссиях транспортных средств позволит в несколько раз уменьшить расход топлива, так как дает возможность осуществлять ускорение и равномерное движение при минимальных (заданных конструктивно) оборотах двигателя внутреннего сгорания за счет изменения его крутящего момента, а применение изобретения в сочетании с электродвигателями позволит уменьшить пусковые токи и в ряде случаев заменить дорогостоящие коллекторные электродвигатели. На фиг. 1 показана принципиальная кинематическая схема дискошарикового вариатора, на фиг. 2 показан вид вариатора по разрезу -. Фиг. 3, 4, 5 иллюстрируют изменение передаточного отношения в зависимости от взаиморасположения дисков и шарика. Диск 6 с закрепленной с ним на одном валу передаточной шестерней 3 имеют возможность вращаться в корпусе вариатора и ограничены в осевом перемещении упором 16. Диск 8 и находящаяся с ним на одном валу передаточная шестерня 4 имеют возможность вращаться в окончании маятника 10 и совершать вместе с маятником колебания на валу 5 по дуге окружности, проходящей через центр диска 6. Шарик 7, который и передает кру 2 15512 1 2012.02.28 тящий момент от диска 6 диску 8, имеет возможность свободно вращаться в обойме в окончании маятника 9 и совершать вместе с маятником колебания на валу 5 по дуге окружности, проходящей через центр диска 6. С противоположной стороны маятники 9 и 10 имеют зубчатые секторы, входящие в зацепление с зубчатыми секторами 11 и 12 коромысла 14, поворотом которого на оси 13 имеется возможность управлять передаточным отношением вариатора, при этом зубчатые зацепления выполнены таким образом, чтобы угловая скорость перемещения маятника шарика была в два раза меньше угловой скорости перемещения маятника диска. Давление между дисками и шариком создается регулируемой силой . Для уменьшения силы трения обойма шарика может быть выполнена с вращающимися роликами 15. Вал выходной шестерни 2 вариатора должен быть выполнен соосно с валом 5 для возможности обкатывания передаточной шестерни 4 по шестерне 2 в процессе изменения передаточного отношения, а вал входной шестерни 1 также может быть выполнен соосно с ними. Вариатор работает следующим образом. Предполагаем, что входная шестерня 1 вращается с определенными оборотами и, соответственно, вращаются передаточная шестерня 3 и ведущий диск 6. В исходном положении (фиг. 2) шарик находится в центре ведущего диска 6 и на периферии ведомого диска 8, крутящий момент не передается и ведомый диск неподвижен. При повороте коромысла 14 по часовой стрелке мятники 9 и 10 поворачиваются против часовой стрелки, шарик смещается с центра ведущего диска, начинается его вращение вокруг теоретической оси, параллельной плоскостям дисков, и начинает вращаться ведомый диск 8 (фиг. 3). Передаточное отношение определяется выражением 6,8 где- передаточное отношение вариатора,6 - радиус положения шарика относительно центра ведущего диска,8 - радиус положения шарика относительно центра ведомого диска,Дальнейший поворот коромысла приведет к положению, когда диски совместятся, а шарик будет находиться на середине дуги от центров дисков до периферии и обороты дисков при этом будут одинаковы (фиг. 4), а затем вариатор станет работать в режиме мультипликатора и обороты ведомого диска могут неограниченно увеличиваться (исходя из конструктивного назначения вариатора) (фиг. 5). Величина возможного передаваемого крутящего момента определяется силой , материалами контактирующих деталей, их конструктивными размерами. Объединение нескольких вариаторов в один планетарный блок с целью разделения силового потока на ряд потоков позволяет уменьшить нагрузки на рабочие элементы вариаторов и тем самым увеличить передаваемый возможный передаваемый крутящий момент. Линейность изменения передаточного отношения определяется габаритными размерами дисков. Источники информации Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.