Вариатор торовый (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения. Вариатор торовый содержит корпус, соединенное с выходным валом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора. Вариатор также содержит установленные по окружности вокруг входного вала опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала. В вариаторе также используются механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу к роликам на водиле выходного вала, и механизм изменения усилия прижатия к роликам на водиле выходного вала опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала. Обеспечивается увеличение срока службы вариатора. 4 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к фрикционным передачам для плавного изменения передаточного отношения между входным и выходным звеньями механизма.

Вариатор по своему назначению является аналогом традиционных коробок передач как механических, так и автоматических, используемых в качестве узлов трансформации крутящего момента.

Известен адаптивный зубчатый вариатор, содержащий по меньшей мере одно зубчатое зацепление для передачи вращения с ведущего вала на ведомый вал, первое зубчатое колесо в упомянутом зубчатом зацеплении, расположенное на ведущем валу и выполненное в виде в целом конического тела вращения с криволинейной образующей, не имеющей точек перегиба, второе зубчатое колесо в упомянутом зубчатом зацеплении, связанное с ведомым валом и составленное из по меньшей мере трех одинаковых передаточных элементов в виде тел вращения, оси которых лежат в одной плоскости таким образом, что упомянутые передаточные элементы вместе образуют замкнутое кольцо, все упомянутые передаточные элементы упомянутого второго зубчатого колеса установлены на соответствующей ступице с возможностью синхронного вращения вокруг своих осей, на поверхности каждого из упомянутых передаточных элементов выполнены зубья, ширина каждого из которых и ширина промежутка между которыми изменяются ответно соответственно ширине промежутка между зубьями и ширине каждого зуба упомянутого первого зубчатого колеса при перекатывании упомянутого передаточного элемента вдоль упомянутой образующей первого зубчатого колеса (RU 2334141, F16H 3/42, опубл. 20.09.2008).

Данный вариатор обладает конструктивной сложностью, заключающейся в необходимости точного позиционирования зубчатых элементов относительно друг друга.

Известен вариатор со смещенными осями вращения, включающий в себя планетарный механизм, состоящий из водила, жестко закрепленного на валу и соединенного через этот вал с двигателем автомашины, на водиле размешены зубчатые сателлиты, кинематически соединенные с внешним колесом планетарного механизма и центральным колесом, сателлиты имеют возможность вращаться как вокруг собственной оси, так и вместе с водилом, внешнее колесо и центральное колесо размещены на валу и могут вращаться на этом валу, кроме этого, внешнее колесо имеет кинематическое соединение с зубчатым колесом, ось вращения водила и ось вращения колеса, кинематически соединенного с внешним колесом планетарного механизма, смещены относительно друг друга, каждый зубчатый сателлит жестко соединен, посредством вала, еще с одним водилом, зубчатые сателлиты и водила имеют возможность вращаться как вокруг оси, вместе с водилом, жестко закрепленным на валу, так и вокруг собственной оси, на водилах, жестко соединенных с зубчатыми сателлитами, расположено еще несколько конусных незубчатых сателлитов, соединенных между собой кинематически незубчатым колесом, конусные незубчатые сателлиты могут вращаться как вокруг оси, вместе с водилами, на которых они расположены, так и вокруг собственной оси, незубчатое колесо может вращаться на валу, на котором оно расположено, конусные незубчатые сателлиты имеют возможность входить в контакт и выходить из такого контакта с направляющими, расположенными на зубчатом колесе, кинематически соединенном с внешним колесом планетарного механизма, во время контакта, конусные незубчатые сателлиты имеют возможность прокатываться по направляющим, направляющие могут вращаться как вместе с зубчатым колесом, на котором они расположены, так и катиться на зубчатых колесах по зубчатой рейке, с возможностью фиксации в заданном положении, направляющие жестко соединены с зубчатыми колесами валом, и при качении зубчатых колес по рейке могут катиться и вращаться вместе с этими колесами, валы направляющих, с помощью держателей, соединены с дисковым незубчатым колесом, расположенным на валу, этот вал соединен с ведущими колесами автомашины и имеет жесткое соединение с колесом, которое кинематически связано с внешним колесом планетарного механизма, дисковое незубчатое колесо может вращаться вместе с колесом, имеющим кинематическое соединение с внешним колесом планетарного механизма, и смещаться вдоль оси вращения вала, на котором это колесо расположено, дисковое незубчатое колесо находится в контакте с незубчатыми колесами, закрепленными на приводном штоке, незубчатые колеса на приводном штоке имеют возможность катиться по поверхности дискового незубчатого колеса, и вместе с этим колесом и приводным штоком смещаться вдоль оси вращения указанного вала, приводной шток соединен с приводным механизмом (RU 2542864, F16H 3/44, опубл. 27.02.2015). Данное решение принято в качестве прототипа для всех заявленных вариантов.

Недостаток известного вариатора заключается в конструктивной сложности и больших потерях на паразитное проскальзывание, особенно в момент перехода оборотов выходного вала с одного направления на другое.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением:

- Создание вариатора с широким диапазоном передаточного отношения от бесконечности до единицы.

- Увеличение величины передаваемого крутящего момента за счет большого количества фрикционных элементов.

- Создание в пятне контакта фрикционных элементов минимальных потерь на паразитное проскальзывание, особенно в момент перехода оборотов выходного вала с одного направления на другое.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в увеличении срока службы за счет обеспечения минимального взаимного паразитного проскальзывание роликов относительно друг друга.

Указанный технический результат для первого варианта исполнения достигается тем, что вариатор торовый, содержит корпус, соединенное с выходным валом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленные по окружности вокруг входного вала опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала, а также механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле выходного вала, и механизм изменения усилия прижатия к роликам на водиле выходного вала опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала.

Указанный технический результат для второго варианта исполнения достигается тем, что вариатор торовый, содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленные по окружности вокруг входного вала опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе, а также механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле корпуса, и механизм изменения усилия прижатия к роликам на водиле корпуса опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала, при этом выходной вал связан с опорными роликами через механизм изменения усилия прижатия, который выполнен в виде диска с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик, поджатый в сторону стенок этой проточки.

Указанный технический результат для третьего варианта исполнения достигается тем, что вариатор торовый, содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленный по окружности вокруг входного вала первый ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала и которые связаны с первым выходным валом, установленный по окружности вокруг входного вала второй ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе и которые связаны со вторым выходным валом, первый и второй механизмы предварительного усилия, выполненные с возможностью прижатия опорных роликов на выходных валах к роликам на корпусе, и первый и второй механизмы изменения усилия прижатия к роликам на корпусе опорных роликов.

Указанный технический результат для четвертого варианта исполнения достигается тем, что вариатор торовый, содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе от параллельного до перекрещивающегося, водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала, механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном и выходном валах к роликам на водиле корпуса, при этом выходной вал связан с водилом через механизм изменения усилия прижатия, который выполнен в виде диска с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик, поджатый в сторону стенок этой проточки.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема вариатора, тор которого связан с выходным валом;

фиг. 2 представлен пример исполнения вариатора по схеме на фиг. 1;

фиг. 3 представлена кинематическая схема вариатора, тор которого связан с корпусом, с одним выходным валом;

фиг. 4 представлена кинематическая схема вариатора, тор которого связан с корпусом, с двумя выходными валами;

фиг. 5 представлена кинематическая схема вариатора, тор которого связан с корпусом, механизм изменения передаточного числа на входном валу.

Согласно настоящего изобретения рассматривается конструкция вариатора торового типа для различных областей применения с целью изменения крутящего момента.

Вариатор отличается наличием тора (фиг. 1-4, 5). Тор состоит из цилиндрических роликов 1. Торцевые поверхности роликов 1 во внутренней половине тора находятся между собой в зацеплении. Ролики 1 свободно вращаются вокруг своих осей. Оси роликов с наружной стороны тора закреплены в водиле 2 (обечайке), являющемся, в зависимости от варианта конструкции, либо частью выходного вала 3, либо частью корпуса 4. Ось вращения выходного вала 3, в конструкциях (фиг. 1-3, 5) с одним выходным валом 3, совпадает с осью вращения входного вала 5. В конструкции (фиг. 4) с двумя выходными валами 3 и 6 оси их вращения (по крайней мере, одна) не совпадают с осью вращения входного вала 5.

Плоскости вращения роликов 7 (фиг. 1-4), закрепленных в водиле 8 на входном валу 5, расположены под некоторым одинаковым для всех роликов углом к плоскостям вращения роликов 1 тора и находятся с ними во фрикционном контакте. При вращении входного вала 5 его ролики 7, вращаясь вокруг своих осей и совершая круговое движение относительно оси входного вала, создают в пятне контакта боковую составляющую силу, которая раскручивает ролики 1 тора вокруг своих осей. Таким образом, при вращении входного вала 5 поверхность тора представляет собой замкнутый ломаный цилиндр, вращающийся вокруг своей оси с угловой скоростью, пропорциональной угловой скорости входного вала.

Следующий ряд роликов, составленный из опорных роликов 9, объединен в реактор, ролики которого находятся во фрикционном контакте с роликами 1 тора. Плоскости вращения роликов 9 реактора, посредством внешнего управления 10, могут синхронно изменять свою плоскость вращения относительно плоскостей вращения роликов 1 тора. Для создания обратной связи по величине передаваемого крутящего момента на реактор, оси плоскостей вращения опорных роликов реактора смещены относительно пятна контакта на величину эксцентриситета «е».

Механизм создания первоначального усилия расположен на входном валу 5 и обеспечивает минимально необходимое начальное усилие F прижатия контактирующих роликов друг к другу. Представленная конструкция выполнена в виде прижимной втулки 12, упорного подшипника 13, тарельчатых пружин 14, регулировочной и контргайки 15. Усилие, необходимое для создания необходимой силы прижатия фрикционных элементов, замыкается на входном валу через упорный подшипник. Другие подшипники входного и выходного валов разгружены от осевых усилий. В конструкции с двумя выходными валами осевое усилие на входном валу разгружено от усилий реакторов и испытывает осевое усилие лишь от реактивной составляющей роликов входного вала.

Механизм 16 изменения усилия расположен между реактором и корпусом (либо реактором и выходным валом по второму варианту конструкции) и, по мере увеличения крутящего момента на выходном валу, за счет кругового и осевого смещения элемента узла относительно реактора, увеличивает усилие, настроенное механизмом создания первоначального усилия. Этот механизм 16 изменения усилия прижатия выполнен в виде диска или кольца 17 с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик 18, поджатый в сторону стенок этой проточки.

Данные механизмы позволяют обеспечивать минимально необходимое усилие прижима роликов в пятне контакта в зависимости от величины крутящего момента на выходном валу (валах). Таким образом, ролики вариатора испытывают предельные нагрузки только при передаче максимальных крутящих моментов. Этим продлевается срок службы роликов вариатора пропорционально фактическим режимам его эксплуатации.

При вращении входного вала 5 (фиг. 1-4) его ролики 7 создают боковую составляющую силу в пятне контакта с роликами 1 тора и раскручивают их вокруг своих осей. Ролики 1 тора в свою очередь раскручивают опорные ролики 9 реактора.

В начальный момент плоскости вращения опорных роликов 9 реактора совпадают с плоскостями вращения роликов 1 тора. При вращении входного вала 5 ролики 1 тора и опорные ролики 9 реактора вращаются вокруг своих осей без вращения вокруг оси вариатора. Передачи вращения на выходной вал не происходит. Передаточное число равно бесконечности. При этом выходной вал заторможен от принудительного вращения моментом пропорционально величине на него воздействующего.

При синхронном плавном внешнем изменении плоскостей вращения опорных роликов 9 реактора (механизмом изменения передаточного числа вариатора), относительно плоскостей вращения роликов 1 тора, возникает боковая составляющая сила между опорными роликами 9 реактора и роликами 1 тора, которая создает относительное вращение тора и реактора. Чем больше величина отклонения плоскостей вращения опорных роликов 9 реактора относительно плоскостей вращения роликов 1 тора, тем больше относительное вращение тора и реактора. Передаточное число между входным 5 и выходным валом 3 (валами 3 и 6) изменяется от бесконечности до минимально возможного, зависящего от конструктивного исполнения конкретного вариатора. Направление вращения выходного вала будет зависеть от того, в какую сторону изменили плоскость вращения опорных роликов 9 реактора от плоскости вращения роликов 1 тора. Тангенциальные усилия относительно оси вращения выходного вала, возникающие между роликами реактора и роликами тора, передаются на выходной вал. Максимально возможный крутящий момент на выходном валу определяется максимально возможным усилием F прижима опорных роликов реактора к роликам 1 тора в пятне их контакта, количеством роликов реактора n, коэффициентом трения k между роликами, радиусом пятна контакта R относительно оси вращения выходного вала, т.е. Mmax=Fmax*n*k*R. Таким образом, величина передаваемого крутящего момента на выходном валу не зависит от оборотов ни входного, ни выходного вала и, может быть максимальна во всем диапазоне частот вращения валов, в т.ч. и на «около нулевых» и «нулевых» оборотах выходного вала.

Конструкция вариатора фиг. 5 отличается от предыдущих тем, что механизм изменения передаточного отношения воздействует на ролики входного вала.

Главными особенностями конструктивного исполнения рассматриваемых вариаторов являются:

- наличие тора, состоящего из отдельных цилиндрических роликов 1, оси которых закреплены в водиле (во внешней обечайке). Ролики находятся в зацеплении между собой своими торцевыми наружными поверхностями во внутренней половине тора. Оси роликов закреплены пластинами по наружной поверхности тора в водиле (обечайке). Обечайка тора, в зависимости от варианта исполнения конструкции вариатора, крепится неподвижно либо с выходным валом, либо с корпусом вариатора;

- наличие опорных (реактивных) роликов, находящихся во фрикционном контакте с поверхностью тора, объединенных в реактор. Опорные ролики реактора, механизмом изменения передаточного числа, меняют свою первоначальную плоскость вращения, совпадающую с плоскостями вращения роликов тора, в ту или иную сторону. В зависимости от варианта исполнения конструкции вариатора, опорные ролики реактора могут быть связаны либо с корпусом, либо с выходным валом (валами), либо с входным валом;

- наличие роликов на входном валу, оси которых (фиг. 1-4) не параллельны осям роликов тора, и находятся с ними во фрикционном контакте;

- наличие механизма автоматического изменения усилия прижима фрикционных элементов между собой в зависимости от величины крутящего момента на выходном валу (валах);

- наличие механической обратной связи по величине передаваемого крутящего момента на выходном валу (валах) на органы управления передаточным числом вариатора за счет эксцентриситета «е» между осями поворотов роликов реактора, относительно пятна их контакта с роликами тора.

Основные варианты исполнения конструкции.

Первый вариант - обечайка тора является частью выходного вала (фиг. 1 и 2). В этом случае реактор, через механизм автоматического увеличения усилия прижатия роликов в пятне контакта, связан с корпусом вариатора. Ролики входного вала расположены симметрично роликам реактора относительно центральной плоскости тора. Усилия прижатия фрикционных роликов взаимно уравновешиваются на входном валу. Механизм изменения передаточного числа вариатора имеет предельно простую конструкцию.

Этот вариатор торовый содержит корпус, соединенное с выходным валом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленные по окружности вокруг входного вала опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала, а также механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле выходного вала, и механизм изменения усилия прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле выходного.

Второй вариант - обечайка тора является частью корпуса вариатора (фиг. 3, 4, 5). В этом случае, реактор связан с выходным валом через механизм автоматического увеличения усилия прижатия роликов в пятне контакта. Второй вариант позволяет получить три схемы исполнения.

Схема с одним выходным валом (фиг. 3). Отличается от схемы по первому варианту тем, что механизм изменения передаточного числа более сложной конструкции, т.к. управление необходимо передавать на вращающийся реактор.

По этой схеме вариатор торовый (фиг. 3) содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе, а также механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле корпуса, и механизм изменения усилия прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле корпуса, при этом выходной вал связан с опорными роликами через механизм изменения усилия прижатия, который выполнен в виде диска с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик, поджатый в сторону стенок этой проточки.

Схема с двумя выходными валами (фиг. 4) с выносом (по крайней мере одного из них) за ось входного вала (на схеме выходные валы не показаны). При этом ролики двух реакторов расположены симметрично относительно плоскости тора, а ролики входного вала контактируют с тором с его внутренней стороны. Такая конструкция позволяет на каждом выходном валу получать максимальный крутящий момент, т.е. выходной момент удваивается по сравнению с конструкцией с одним выходным валом. При этом можно использовать различные алгоритмы вращения выходных валов, вплоть до их вращения в разные стороны.

Вариатор торовый по этой схеме (фиг. 4) содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленный по окружности вокруг входного вала первый ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала и которые связаны с первым выходным валом, установленный по окружности вокруг входного вала второй ряд опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной расположению опорных роликов первого ряда, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе и которые связаны со вторым выходным валом, первый и второй механизмы предварительного усилия, выполненные с возможностью прижатия опорных роликов на выходных валах к роликам на корпусе, и первый и второй механизмы изменения усилия прижатия опорных роликов к роликам на корпусе опорных роликов.

Схема с механизмом изменения передаточного отношения на входном валу (фиг. 5).

Вариатор торовый по этой схеме (фиг. 5) отличается от предыдущих тем, что механизм изменения передаточного отношения расположен на входном валу.

Вариатор торовый по этой схеме (фиг. 5) содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе от параллельного до перекрещивающегося, водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого не параллельной оси вращения ролика тора, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала, при этом выходной вал связан с опорными роликами через механизм изменения усилия прижатия, который выполнен в виде диска с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик, поджатый в сторону стенок этой проточки, механизм предварительного усилия прижатия роликов.

Преимущества перед другими вариаторами.

1. Широкий диапазон передаточных отношений между входным и выходным валами от бесконечности (не требуется промежуточное отключающее устройство между двигателем и входным валом) до минимально возможного передаточного числа Imin (от четырех до единицы в зависимости от конструктивного исполнения).

2. Выходной вал может менять свое направление вращения в любую сторону по отношению к входному валу (отпадает необходимость встраивать блок задней передачи).

3. Крутящий момент на выходном валу не зависит от его оборотов и может быть максимальным во всем диапазоне оборотов выходного вала вплоть до остановки.

4. Конструкция позволяет использовать большое количество тел трения (роликов реактора по боковой плоскости тора), что многократно повышает величину передаваемого крутящего момента по сравнению с лобовыми вариаторами.

5. Кинематика относительного вращения роликов обеспечивает их минимальное взаимное паразитное проскальзывание относительно друг друга.

6. Конструкция позволяет использовать вариатор для торможения выходного вала (валов) вплоть до остановки, что привлекательно по использованию вариатора на гусеничном транспорте без применения бортовых фрикционов.

Примеры использования вариатора:

1. На оборудовании

В системах шариковинтовых передач как при ручном управлении, так и в следящих системах с обратной связью, позволяющих производить плавный разгон и плавное торможение. Обратная связь по величине передаваемого крутящего момента может использоваться для отключения двигателя при возникающих перегрузках.

2. На транспорте

Двухвальная конструкция вариатора (либо сдвоенная конструкция одновальных вариаторов) позволяет использовать вариатор:

- В переднеприводных автомобилях взамен стояночного тормоза, коробки передач и межколесного дифференциала, с обеспечением передачи вращения на оба колеса при движении по грунтам с различным коэффициентом сцепления.

- В легковых полноприводных автомобилях совмещать в себе стояночный тормоз, коробку передач и раздаточную коробку. Система передачи крутящего момента на передний и на задний мост (мосты) может осуществляться по любому алгоритму перераспределения моментов между ними и не потребует отдельного механизма блокировки при движении по грунтам с низким коэффициентом сцепления.

- На гусеничном транспорте взамен применения коробки передач и редукторов с бортовыми фрикционами, что позволит получить высокую маневренность транспортного средства вплоть до его разворота на месте.

1. Вариатор торовый, характеризующийся тем, что содержит корпус, соединенное с выходным валом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленные по окружности вокруг входного вала опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала, а также механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле выходного вала, и механизм изменения усилия прижатия к роликам на водиле выходного вала опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала.

2. Вариатор торовый, характеризующийся тем, что содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленные по окружности вокруг входного вала опорные ролики, смонтированные с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе, а также механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном валу и опорных роликов к роликам на водиле корпуса, и механизм изменения усилия прижатия к роликам на водиле корпуса опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной расположению роликов входного вала, при этом выходной вал связан с опорными роликами через механизм изменения усилия прижатия, который выполнен в виде диска с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик, поджатый в сторону стенок этой проточки.

3. Вариатор торовый, характеризующийся тем, что содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, установленный по окружности вокруг входного вала первый ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на водиле выходного вала и которые связаны с первым выходным валом, установленный по окружности вокруг входного вала второй ряд опорных роликов, размещенных на стороне, противоположной первому ряду опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе и которые связаны со вторым выходным валом, первый и второй механизмы предварительного усилия, выполненные с возможностью прижатия опорных роликов на выходных валах к роликам на корпусе, и первый и второй механизмы изменения усилия прижатия к роликам на корпусе опорных роликов.

4. Вариатор торовый, характеризующийся тем, что содержит корпус, соединенное с корпусом водило, несущее расположенные по окружности ролики, смонтированные по форме расположения в виде тора с возможностью свободного вращения и с зацеплением друг с другом по внутреннему контуру тора и с расположением оси вращения каждого ролика поперечно оси вращения входного вала, входной вал, на котором закреплено водило, несущее ряд опорных роликов, смонтированных с эксцентриситетом каждый на осях вращения, которые связаны с механизмом изменения положения их осей относительно осей вращения роликов на корпусе от параллельного до перекрещивающегося, водило, несущее установленные в нем с возможностью свободного вращения ролики с осью вращения каждого, не параллельной оси вращения ролика тора, размещенные на стороне, противоположной расположению роликов входного вала, механизм предварительного усилия, выполненный с возможностью прижатия роликов на входном и выходном валах к роликам на водиле корпуса, при этом выходной вал связан с водилом через механизм изменения усилия прижатия, который выполнен в виде диска с окружной конической в сечении проточкой, в которой размещен по крайней мере один шарик, поджатый в сторону стенок этой проточки.