|
Патентная документация ЕАПВ |
|
||
| Запрос: | ea000008153b*\id |
|
Термины запроса в документе Реферат 1. Бесступенчатая коробка передач, имеющая планетарные звенья, находящиеся в контакте качения с внутренним и внешним в радиальном направлении кольцами, каждое из которых содержит разнесенные на определенное расстояние по оси и аксиально подвижные друг относительно друга части, а также управляющие средства для изменения осевого расстояния между частями одного из двух колец, в котором сателлиты соединены для передачи движения с входным или выходным звеном коробки передач при помощи соединительных средств, что позволяет изменять положение сателлитов в радиальном направлении в зависимости от изменения осевого расстояния между частями упомянутого одного из двух колец, и в которой образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов является некруговой. 2. Бесступенчатая коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов является прерывной. 3. Бесступенчатая коробка передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть образующей криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов представляет собой спиральную, эвольвентную или эволютную кривую. 4. Бесступенчатая коробка передач по пп.1-3, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть образующей криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов имеет большую кривизну, чем по меньшей мере одна из других частей. 5. Бесступенчатая коробка передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутые управляющие средства содержат два регулирующих элемента, взаимосвязанные при помощи средств винтового соединения таким образом, что относительный поворот одного из регулирующих элементов вызывает относительное осевое перемещение этих двух регулирующих элементов. 6. Бесступенчатая коробка передач по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что соединительные средства между сателлитами и водилом сателлитов содержат соединительную пластину, имеющую множество вырезов, имеющих, по меньшей мере, радиальную ориентацию, с каждым из которых соединена некоторая часть соответствующего сателлита. 7. Бесступенчатая коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что упомянутые вырезы имеют наклон к радиальной линии, проведенной через данный вырез, выполненный таким образом, что при работе прикладываемое ими или приложенное к ним усилие имеет как радиальную, так и окружную составляющие. 8. Бесступенчатая коробка передач по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутые внутренние и внешние в радиальном направлении кольца расположены внутри неподвижного корпуса, причем одно или другое из упомянутых колец выполнено с возможностью вращения относительно корпуса посредством входного или выходного вала данной коробки передач. 9. Бесступенчатая коробка передач с контактом качения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она имеет планетарную передачу постоянного передаточного отношения в кинематической цепи к ее выходному приводному звену и/или от ее входного приводного звена. 10. Бесступенчатая коробка передач с контактом качения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что две части внешнего в радиальном направлении кольца и/или внутреннего в радиальном направлении кольца связаны между собой посредством винтового соединения с элементами качения между этими двумя частями для снижения трения.
Полный текст патента (57) Реферат / Формула: 2. Бесступенчатая коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов является прерывной. 3. Бесступенчатая коробка передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть образующей криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов представляет собой спиральную, эвольвентную или эволютную кривую. 4. Бесступенчатая коробка передач по пп.1-3, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть образующей криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов имеет большую кривизну, чем по меньшей мере одна из других частей. 5. Бесступенчатая коробка передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутые управляющие средства содержат два регулирующих элемента, взаимосвязанные при помощи средств винтового соединения таким образом, что относительный поворот одного из регулирующих элементов вызывает относительное осевое перемещение этих двух регулирующих элементов. 6. Бесступенчатая коробка передач по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что соединительные средства между сателлитами и водилом сателлитов содержат соединительную пластину, имеющую множество вырезов, имеющих, по меньшей мере, радиальную ориентацию, с каждым из которых соединена некоторая часть соответствующего сателлита. 7. Бесступенчатая коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что упомянутые вырезы имеют наклон к радиальной линии, проведенной через данный вырез, выполненный таким образом, что при работе прикладываемое ими или приложенное к ним усилие имеет как радиальную, так и окружную составляющие. 8. Бесступенчатая коробка передач по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутые внутренние и внешние в радиальном направлении кольца расположены внутри неподвижного корпуса, причем одно или другое из упомянутых колец выполнено с возможностью вращения относительно корпуса посредством входного или выходного вала данной коробки передач. 9. Бесступенчатая коробка передач с контактом качения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она имеет планетарную передачу постоянного передаточного отношения в кинематической цепи к ее выходному приводному звену и/или от ее входного приводного звена. 10. Бесступенчатая коробка передач с контактом качения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что две части внешнего в радиальном направлении кольца и/или внутреннего в радиальном направлении кольца связаны между собой посредством винтового соединения с элементами качения между этими двумя частями для снижения трения.
008153 Данное изобретение относится к усовершенствованной бесступенчатой коробке передач. В частности, данное изобретение относится к типу бесступенчатых коробок передач, имеющих планетарные звенья, находящиеся в контакте качения с внутренним и внешним в радиальном направлении кольцами, каждое из которых содержит две разнесенные по оси на определенное расстояние части с управляющими средствами для избирательного изменения упомянутого осевого расстояния между этими двумя частями одного кольца и, таким образом, положения в радиальном направлении планетарных звеньев, находящихся в контакте качения с ними. Такая коробка передач может иметь средства, воспринимающие крутящий момент, приложенный к одному из двух передающих движение звеньев коробки передач (а именно к входному и выходному валам) для определения корректирующего изменения расстояния между двумя частями второго кольца, и, таким образом, передаточного отношения этой коробки передач, а также для изменения усилий, с которыми взаимодействуют между собой сателлиты и кольца, действующих под прямым углом к поверхности контакта между ними. Зона контакта качения планетарных звеньев и колец смазывается посредством очень тонкой пленки смазки. Наличие такой тонкой пленки смазки является обязательным для предотвращения сухого трения в контакте между звеньями, находящимися в относительном движении, которое может привести к преждевременному износу. Однако эта пленка должна быть также максимально тонкой во избежание относительного проскальзывания. В известных коробках передач осуществление контакта качения между сателлитами и дорожками неизбежно требует формы профилей в виде дуг окружностей для поверхностей, находящихся в контакте качения, которые представляют собой образующие этих криволинейных поверхностей, находящихся в контакте качения друг с другом. Это особенно справедливо для коробок передач с контактом качения по типу тороидальной полости, а также полутороидальной полости. Это означает, что коэффициент сцепления, который представляет собой отношение между тяговым усилием, действующим между сателлитом и дорожкой, и контактным усилием между этими звеньями, может регулироваться только путем использования отдельных источников усилия (каждый в виде гидравлического давления), а конструкции, позволяющие получить максимальный коэффициент полезного действия при различных передаточных отношениях, отсутствуют. Эта конструкция имеет недостаток, состоящий в том, что контактные усилия между сателлитами и дорожками не являются оптимальными для всех передаточных отношений. В описанной выше бесступенчатой коробке передач с контактом качения входное усилие может быть приложено через внутренние в радиальном направлении кольца, а выходное усилие сниматься с сателлитов через поводки сателлитов или через водило сателлитов, с внешним кольцом, представляющим собой неподвижное звено. Высокое передаточное отношение при этом достигается при помощи двух частей внешнего в радиальном направлении кольца, расположенных на максимальном расстоянии друг от друга, а части внутреннего кольца расположены насколько возможно близко друг к другу, так что сателлиты фактически "выжаты" к своему крайнему положению в радиальном направлении. Такая коробка передач может быть названа квазитороидальной коробкой передач с контактом качения. Разумеется, в такой коробке передач функции входного и выходного валов могут поменяться местами и в рассматриваемой конструкции функции упомянутых трех звеньев, а именно внутренних в радиальном направлении колец, сателлитов, которые в различных вариантах осуществления содержат поводки сателлитов и водило сателлитов, а также внешних в радиальном направлении колец являются взаимозаменяемыми, так что любое из этих звеньев может быть выполнено неподвижным, а два других могут являться как входным, так и выходным звеном. Конструкция с неподвижным внешним кольцом далее описана более подробно, однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается такой конструкцией и в равной степени пригодно для других. Настоящее изобретение направлено на создание бесступенчатой коробки передач с контактом качения, имеющей конструкцию, описанную выше, в которой контактное усилие между сателлитами и дорожками, создаваемое управляющими средствами для избирательного изменения осевого расстояния между этими двумя частями одного кольца, могут быть оптимизированы для всех передаточных отношений. В соответствии с изобретением это достигается путем изменения формы одной или более криволинейных поверхностей контакта (сателлитов, дорожек, или же тех и других) с близкой к сферической конфигурации на форму, при которой образующая сателлитов, одной или обеих дорожек, или же тех и других является некруговой, благодаря чему, по существу, поддерживается более благоприятный угол контакта при изменении положения звеньев. Таким образом, в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения бесступенчатая коробка передач, имеющая планетарные звенья, находящиеся в контакте качения с внутренним и внешним в радиальном направлении кольцами, каждое из которых содержит разнесенные на определенное расстояние по оси и аксиально подвижные друг относительно друга части, а также управляющие средства для изменения осевого расстояния между частями одного из двух колец, имеет конструкцию, в которой сателлиты соединены для передачи движения с входным или выходным звеном коробки передач при помощи соединительных средств, что позволяет изменять положение сателлитов в радиальном направлении в зависимости от изменения осевого расстояния частей упомянутого одного из двух колец, и в кото - 1 - 008153 рой образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов является некруговой. Эта образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов может быть непрерывной или прерывной. В этом отношении термин "прерывная" означает не отсутствие каких-либо частей данной кривой, а скорее то, что она имеет особенности, представляющие собой части или зоны, которые не соответствуют общей функции, определяющей эту кривую. Например, эта криволинейная поверхность может иметь прямолинейные части, разделенные кривыми меньших радиусов кривизны, или же участки постоянной кривизны могут иметь кривые меньших радиусов кривизны между ними. Кроме этого, сателлиты могут иметь экваториальный канал, в который входит жесткая связь для передачи усилий при работе, а в составном блоке сателлита два отдельных элемента качения, из которых он может состоять, могут быть соединены промежуточным элементом, к которому присоединена упомянутая жесткая связь. Передача усилия также может быть осуществлена посредством разрезной пластины, имеющей вырезы с наклоном к радиальной линии, проведенной через данный вырез, выполненный таким образом, что при работе прикладывается усилие, которое имеет как радиальную, так и окружную составляющие. В качестве альтернативы эта жесткая связь между каждым сателлитом в сборе и водилом сателлитов может быть осуществлена в виде соответствующего ведомого рычага для каждого сателлита. Термин "ведомый" является, разумеется, соответствующим только одному направлению относительного вращения. В другом же направлении относительного вращения такой "ведомый" рычаг становится "ведущим" рычагом. При такой компоновке усилия могут удовлетворительно передаваться на сателлиты и от них, поскольку и сателлиты на концах этих рычагов, и связь с водилом сателлитов вынуждены совершать круговое движение. Как указывалось ранее, поверхность вращения каждого сателлита в сборе может быть определена криволинейной образующей. Отличие от известных технических решений состоит в том, что она не является частью окружности. Подобным образом также и форма колец может быть определена некруговой образующей. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения криволинейная образующая поверхности каждого элемента качения представляет собой спираль. Она может быть любой из известных спиральных кривых, таких как Архимедова спираль (для которой уравнение в полярных координатах имеет вид г=а0), спираль Ферма (для которой уравнение в полярных координатах имеет вид г2=аь0), гиперболическая спираль или логарифмическая спираль (соответственно определяемые как г=а/0 и r=aebe). Существуют и другие пригодные известные спирали. Однако образующая не обязательно должна быть спиралью, могут быть выбраны и другие некруговые кривые. Например, может быть использовано простое коническое сечение, такое как парабола, гипербола или эллипс, а также полиномиальные кривые или кривые, определенные в цифровом виде, не имеющие никакого элементарного или классического описания. Очевидно, что эта образующая может заключать в себе любую из таких кривых не полностью, а только в виде части, имеющей соответствующие размеры. В предпочтительном варианте осуществления изобретения водило планетарного ряда имеет множество рычагов, выходящих со стороны одного из концов оси устройства, по существу, параллельно оси вращения устройства, а также кольцо жесткости, соединяющее вместе все упомянутые свободные концы и усиливающее эти свободные концы упомянутых рычагов. Это кольцо жесткости занимает пространство между концами рычагов водила сателлитов и крышкой устройства, которая находится в радиальном направлении снаружи внутренних колец, и поэтому не препятствует их движению. Упомянутые внутренние и внешние в радиальном направлении кольца расположены внутри неподвижного корпуса, причем одно или второе из упомянутых колец выполнено с возможностью вращения относительно корпуса под воздействием входного или выходного звена коробки передач. В предпочтительном варианте исполнения изобретения внутреннее в радиальном направлении кольцо выполнено с возможностью вращения относительно корпуса вместе с входным звеном коробки передач. Подобным образом предпочтительно, чтобы водило сателлитов было выполнено с возможностью вращения относительно корпуса вместе с выходным звеном этой коробки передач. Далее в качестве примеров более подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой продольный разрез, выполненный по линии 1-1 на фиг. 2, известной бесступенчатой коробки передач с контактом качения, выполненной в виде варианта осуществления настоящего изобретения, которая изображена при низком передаточном отношении; фиг. 2 представляет собой вид с торца другого известного устройства, подобного показанному на фиг. 1, однако имеющего большее количество сателлитов; фиг. 3 представляет собой местное осевое сечение части первого варианта осуществления изобретения, иллюстрирующее звенья в положениях, соответствующих двум различным передаточным отношениям; и - 2 - 008153 фиг. 4 представляет собой осевое сечение, подобное изображенному на фиг. 3, иллюстрирующее второй вариант осуществления изобретения, в котором образование криволинейных планетарных звеньев является обратным по отношению к изображенному на фиг. 3. На прилагаемых чертежах, в частности, на фиг. 1 и фиг. 2, изображена коробка передач, которая содержит корпус, в целом обозначенный позицией 11, внутри которого расположены внешнее в радиальном направлении кольцо 12, образованное из двух выполненных с возможностью взаимного осевого перемещения частей 13, 14, соединенных вместе при помощи так называемого "шарикового винта", содержащего несколько винтовых рядов шариков 15, расположенных в соответствующих винтовых канавках в этих двух частях 13, 14 с возможностью их вращения друг относительно друга вокруг центральной продольной оси Х-Х устройства. Шариковый винт имеет несколько заходов (в данном случае четыре). Это вызвано необходимостью заполнения имеющегося пространства шариками (для обеспечения максимальной несущей способности) без использования шариков большого размера (которые бы потребовались в случае однозаходной резьбы) с относительно длинным шагом, необходимым для уравновешивания осевых и окружных нагрузок. Относительное смещение по оси этих двух частей 13, 14 достигается путем установки части 14 на неподвижные пальцы 16, которые образуют муфту Олдгема с парой пальцев, установленных в корпусе для предотвращения вращательного движения части 14 кольца с обеспечением в то же время возможности ее осевого перемещения. Муфта Олдгема в данном случае используется в качестве "компенсирующего" устройства, которое делает возможным радиальное перемещение без вращения. Эти две пары пальцев в действительности не лежат в одной плоскости, как может показаться из чертежа, а расположены под углом 90° друг к другу, причем лыски, обозначенные перечеркиванием, входят в вырезы диска Олдгема. Часть 13 кольца, установленная с возможностью перемещения при вращении, закреплена, по существу, в цилиндрической обойме 17, которая может быть повернута вокруг оси Х-Х под воздействием рычага 18 регулятора, который поворачивается под действием исполнительного механизма 10 регулятора. Исполнительный механизм 10, который виден на фиг. 1 с торца, предпочтительно представляет собой винтовой исполнительный механизм, имеющий шариковый винт, приводимый в движение электродвигателем (не показан). При повороте вокруг оси Х-Х части 13 кольца, установленной с возможностью перемещения при вращении, она соответственно "ввинчивается" относительно части 14 внешнего кольца, установленной с возможностью осевого перемещения под действием шарикового винта 15, вызывающего движение вдоль оси по направляющим пальцам 16 без проворачивания. Таким образом две части 13, 14 кольца перемещаются отдельно или совместно путем поворота части 13 кольца, установленной с возможностью перемещения при вращении, в том или другом направлении. Эти две части кольца имеют криволинейные поверхности 19, 20 дорожек, взаимодействующие с криволинейными поверхностями планетарного звена, в целом обозначенного позицией 21, которое содержит две почти полусферические пустотелые насадные детали 22, 23, удерживаемые вместе центральной осью 24, которая несет подшипник 25 качения или втулку, на который опирается упомянутое планетарное звено 21. Как показано на фиг. 2, каждая втулка 25 входит в вырез в пластине 61, соединенной с пятью рычагами 27 водила 28 сателлитов, которое неподвижно присоединено к выходному валу 29, охватывающему входной вал 30 и установленному соосно с ним с опорой на подшипник 31. Эта конструкция более подробно будет описана далее. Еще один подшипник 32 соединяет входной вал 30 и водило 28 сателлитов, а уплотнения 33, 34 защищают внутреннее пространство устройства от попадания пыли, грязи и других загрязняющих частиц, влаги и сырости. Планетарные звенья 21 также осуществляют движение качения по внутреннему кольцу, в целом обозначенному позицией 35 и содержащему неподвижную в осевом направлении часть 36 кольца и подвижную в осевом направлении часть 37 кольца, которая соединена с ней посредством шарикового винта 38 подобно тому, как соединены между собой две части внешнего в радиальном направлении кольца. Предварительно нагруженная небольшим усилием пружина 40 кручения обеспечивает сохранение контакта подвижной в осевом направлении части 37 внутреннего кольца с планетарным звеном 21. Способ, которым осуществляют изменение передаточного отношения и крутящего момента, передаваемого между входным и выходным валами и воспринимаемого подвижной в осевом направлении частью 37 внутреннего в радиальном направлении кольца, которая перемещается посредством шарикового винта 38 по неподвижной в осевом направлении части 36 кольца, полностью описан в более ранней международной заявке WO 99/35417 тех же заявителей, содержание которой включено в это описание посредством ссылки и далее здесь не приводится. В этой более ранней международной заявке, упомянутой выше, сателлиты представляли собой шары, и усилия, возникающие при их движении между внутренним и внешним в радиальном направлении кольцами, передавались через поводки сателлитов, расположенные между каждой соседней парой сателлитов. Когда части внешнего кольца двигались вместе, чтобы вызвать перемещение сателлитов внутрь в радиальном направлении, то части внутреннего в радиальном направлении кольца должны были расходиться с сохранением контактного давления, при помощи восприимчивой к крутящему моменту конструкции, как указано в этом документе. Когда две части внешнего в радиальном направлении кольца при - 3 - 008153 ближаются к положению их минимального сближения, пятна контакта между сателлитами и кольцами смещаются внутрь в радиальном направлении и в силу формы сферических сателлитов перпендикуляр к поверхностям контакта, проходящий через центр сателлита, располагается под более острым углом относительно оси вращения. При этом радиальная составляющая силы становится меньше, а осевая составляющая - больше. Таким образом, для получения более низких передаточных отношений на сателлит должно действовать намного большее абсолютное контактное усилие. Разумеется, наступает момент, когда дальнейшее перемещение в радиальном направлении, которое происходит за счет дальнейшего увеличения усилия, становится относительно малым, а усилия становятся недопустимо велики. Более того, в положениях наибольшего и наименьшего передаточных отношений пятна контакта располагаются наиболее близко к оси вращения сателлита, который подвергается существенному "проворачиванию", повышающему нагрев фрикционного контакта и вызывающему дополнительное выделение тепла, которое необходимо отводить для поддержания условий работы устройства в допустимых пределах. Как указано ниже в отношении фиг. 3 и 4, изменение контактного усилия для конкретного передаточного отношения может быть преднамеренно заложено в конструкцию коробки передач с использованием принципов изобретения, изложенных в данном описании. На фиг. 2 показан вариант осуществления, конструкция которого позволяет обеспечить максимальное использование кольцевого пространства таким образом, чтобы в устройстве заданного размера можно было установить максимально возможное количество сателлитов. На фиг. 2, как и в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, для обозначения аналогичных или соответствующих звеньев использованы те же номера позиций. Этот вариант осуществления имеет пять сателлитов 60 в коробке передач таких же размеров, как и в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, где имеются только четыре сателлита. Эти сателлиты 60 связаны с рычагами 27 водила сателлитов посредством диска 61, закрепленного на рычагах 27 водила сателлитов в срединной плоскости кольца сателлитов 60. Этот диск 61 имеет широкие по существу радиальные вырезы 62, в которых размещены втулки 63 с подшипниками качения 25, на которых вращаются сателлиты. Втулки 63 сами по себе вращаются в вырезах 62 в процессе движения, сопровождающего изменение передаточного отношения. Эти вырезы могут отклоняться от показанной строгой радиальной ориентации, что позволяет увеличивать или уменьшать контактные усилия на внешнем кольце. Это может оказаться полезным средством проектирования. Этот вариант осуществления отличается высокой компактностью в радиальном направлении, а также высокой несущей способностью. Диск 61 имеет местные утолщения для обеспечения увеличенной ширины опоры узлам качения, образованным втулками 63. На фиг. 3 и 4 показаны два различных варианта осуществления изобретения с использованием криволинейной некруговой кривизны для внутренней дорожки и сателлита. На фиг. 3 и 4 показана только часть дорожки 37 и соответственно только часть сателлита 23. На фиг. 3 криволинейная поверхность контакта внутренней дорожки 37 с сателлитом, в целом обозначенная позицией 70, имеет форму эллиптической кривой, ориентированной своей главной осью параллельно оси Х коробки передач. В этом варианте осуществления сателлит 23 также имеет поверхность 71 контакта качения, которая при работе катится по поверхности 70 дорожки и имеет образующую в форме эллиптической кривой с главной осью, перпендикулярной оси Х коробки передач. Точка контакта между криволинейной поверхностью 71 сателлита 23 и поверхностью 70 качения дорожки 37 обозначена А. На чертеже коробка передач показана в положении высокого передаточного отношения. Альтернативное положение с точкой контакта В показано пунктирной линией 23bis. Также показана касательная Ат к кривой 70 в положении А сателлита 23, и пунктирной линией показана касательная Вт к поверхности 70 в нижнем положении диапазона, расположенные друг относительно друга под углом а. Радиальное смещение между положением сателлита 23 в состоянии высокого передаточного отношения и его положением в состоянии низкого передаточного отношения показано радиальным размером dr. Видно, что в этом варианте осуществления величина угла между касательными Ат и Вт относительно велика и составляет порядка 52°, тогда как радиальное смещение между этими двумя положениями сателлита составляет порядка 5 мм. Эти размеры приведены к тому же масштабу, что и чертеж, и не предназначены служить ограничениями. Для заданного радиуса точки контакта (А или В) относительно оси устройства тяговое усилие в зоне контакта А или В определяется в этом смысле как крутящий момент, деленный на радиус приложения этого усилия. В отличие от него, контактное усилие не зависит ни от крутящего момента, ни от радиуса, однако зависит от осевого усилия и угла контакта (контактное усилие = осевое усилие/синус угла контакта), где осевое усилие по существу пропорционально крутящему моменту и коэффициенту пропорциональности, определяемому внутренним шагом шарикового винта (или углом наклона винтовой линии). Параметром, обычно представляющим интерес для конструктора, является коэффициент сцепления, который представляет собой отношение тягового усилия к контактному усилию в точке контакта между сателлитом и внутренней дорожкой. Он оказывает основное влияние на коэффициент полезного действия. Коэффициент сцепления пропорционален синусу угла контакта и радиусу. Следовательно, для любого радиуса, соответствующего конкретному отношению, конструктору необходимо обеспечивать - 4 - 008153 управление углом контакта, если необходимо обеспечить управление коэффициентом сцепления. Связь между одним углом контакта при одном радиусе с другим углом контакта при радиусе в соседней точке определяет кривизну. Таким образом, управление коэффициентом сцепления по всему диапазону передаточных отношений коробки передач требует обеспечения управления кривизной по всей поверхности внутренней дорожки (и только по этой поверхности). Использование дуги окружности влечет за собой невозможность управления кривизной и приводит к произвольной взаимосвязи между коэффициентом сцепления и передаточным отношением. Если в используемом диапазоне передаточных отношений требуется более или менее постоянный коэффициент сцепления, что часто имеет место, то в соответствии с принципами настоящего изобретения это может быть достигнуто путем использования некруговой дуги. В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 4, изображена конструкция, которая также имеет эллиптические образующие. В данном случае образующая внутренней дорожки 37 имеет главную ось, перпендикулярную оси Х устройства, тогда как главная ось эллиптической образующей сателлита 23 параллельна оси Х устройства. Таким же образом два положения, приблизительно соответствующие наивысшему и наинизшему используемому передаточному отношению изображены аналогично варианту осуществления, показанному на фиг. 3. В этом варианте осуществления видно, что угол наклона в точке В контакта в положении низкого передаточного отношения значительно больше, чем в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, как и для касательной Ат. Угол а между ними, однако, является гораздо меньшим и составляет 35°, тогда как радиальное смещение dr между сателлитом 23 в его положении высокого передаточного отношения и 23bis в его положении низкого передаточного отношения значительно больше и составляет 18 мм (величина также приведена к масштабу чертежа и не предназначена служить ограничением). Таким образом видно, что разница в кривизне между внутренней дорожкой и сателлитом в зоне их контакта может быть выбрана для любого передаточного отношения путем изменения кривизны сателлита, а также кривизны дорожки. Это происходит следующим образом: если предположить, что внутренняя дорожка имеет произвольную кривизну, возможно, определенную вышеуказанным способом, то кривизна сателлита определяет такой важный параметр для каждого передаточного отношения, как разница в кривизне между двумя контактирующими поверхностями. Для заданного контактного усилия этот параметр определяет как размер пятна контакта, так и форму. Если разница в кривизне является небольшой, пятно будет сильно эллиптическим (с главной осью в плоскости фиг. 3 и 4) и будет иметь большую площадь с низким максимальным контактным давлением. Такие условия способствуют повышению несущей способности, однако также и снижению коэффициента полезного действия. Последнее происходит по причине увеличения потерь на проворачивание как за счет площади пятна, так и эксцентричности. С другой стороны, если разница в кривизне является большой, то пятно контакта будет менее эллиптическим и будет иметь меньшую площадь, однако более высокое максимальное контактное давление. В этом случае коэффициент полезного действия увеличивается, а несущая способность снижается. Обладая этой информацией, конструктор может разработать профиль сателлита для оптимизации как несущей способности, так и коэффициента полезного действия при различных передаточных отношениях в соответствии с поставленными требованиями. При этом степень изменения кривизны сателлита выбирается таким образом, чтобы получить требуемую степень изменения разницы в кривизне между сателлитом и внутренним кольцом. Соответственно, при фиксированной форме сателлита форма внешней дорожки может быть определена аналогичным способом с использованием локальной разницы в кривизне для оптимизации коэффициента полезного действия и/или несущей способности при конкретных передаточных отношениях. При использовании сферических сателлитов этот способ также может быть применен к внешней дорожке. При этом для внутренней дорожки, поскольку дуга образующей сателлита является заданной и круговой, существует более сложный компромисс между коэффициентом сцепления, коэффициентом полезного действия и несущей способностью при каждом передаточном отношении. Если требуется повышенная несущая способность передачи по крутящему моменту при конкретном передаточном отношении, эта разница в кривизне делается небольшой таким образом, чтобы увеличить площадь контакта для получения максимальной несущей способности. С другой стороны, если приоритетным является повышение коэффициента полезного действия, то эта разница может быть сделана большой для того, чтобы уменьшить площадь контакта для получения минимальных потерь на гидродинамическое трение, обусловленных составляющей проворачивания в движении по поверхности. И если кривизна сателлита определена в соответствии с требованиями наличия поверхности внутренней дорожки, то разумеется, что кривизна внешней дорожки может быть оптимизирована с использованием подобных соображений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Бесступенчатая коробка передач, имеющая планетарные звенья, находящиеся в контакте качения с внутренним и внешним в радиальном направлении кольцами, каждое из которых содержит разнесенные на определенное расстояние по оси и аксиально подвижные друг относительно друга части, а также - 5 - 008153 управляющие средства для изменения осевого расстояния между частями одного из двух колец, в котором сателлиты соединены для передачи движения с входным или выходным звеном коробки передач при помощи соединительных средств, что позволяет изменять положение сателлитов в радиальном направлении в зависимости от изменения осевого расстояния между частями упомянутого одного из двух колец, и в которой образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов является некруговой. 2. Бесступенчатая коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что образующая криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов является прерывной. 3. Бесступенчатая коробка передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть образующей криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов представляет собой спиральную, эвольвентную или эволютную кривую. 4. Бесступенчатая коробка передач по пп.1-3, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть образующей криволинейной поверхности по меньшей мере одного из колец и/или сателлитов имеет большую кривизну, чем по меньшей мере одна из других частей. 5. Бесступенчатая коробка передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутые управляющие средства содержат два регулирующих элемента, взаимосвязанные при помощи средств винтового соединения таким образом, что относительный поворот одного из регулирующих элементов вызывает относительное осевое перемещение этих двух регулирующих элементов. 6. Бесступенчатая коробка передач по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что соединительные средства между сателлитами и водилом сателлитов содержат соединительную пластину, имеющую множество вырезов, имеющих, по меньшей мере, радиальную ориентацию, с каждым из которых соединена некоторая часть соответствующего сателлита. 7. Бесступенчатая коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что упомянутые вырезы имеют наклон к радиальной линии, проведенной через данный вырез, выполненный таким образом, что при работе прикладываемое ими или приложенное к ним усилие имеет как радиальную, так и окружную составляющие. 8. Бесступенчатая коробка передач по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутые внутренние и внешние в радиальном направлении кольца расположены внутри неподвижного корпуса, причем одно или другое из упомянутых колец выполнено с возможностью вращения относительно корпуса посредством входного или выходного вала данной коробки передач. 9. Бесступенчатая коробка передач с контактом качения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она имеет планетарную передачу постоянного передаточного отношения в кинематической цепи к ее выходному приводному звену и/или от ее входного приводного звена. 10. Бесступенчатая коробка передач с контактом качения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что две части внешнего в радиальном направлении кольца и/или внутреннего в радиальном направлении кольца связаны между собой посредством винтового соединения с элементами качения между этими двумя частями для снижения трения. Фиг. 1 - 6 - 008153 Фиг. 4 Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6 - 7 - 
|
