Бесступенчатая передача с тремя шестернями
CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION WITH THIRD GEARS

Изобретение относится к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения.
Изобретение может быть использовано в машиностроении при создании оборудования и устройств для всех областей промышленности, транспорте, приборостроении, строительстве.
Известна бесступенчатая передача , использующая универсальную самоцентрирующуюся систему с общей неизменяемой осью вращения оснований. Универсальная самоцентрирующаяся система содержит внешнее основание и внутреннее основание с возможностью вращения относительно общей оси. На основаниях закреплены звездочки, ролики или шкивы с возможностью вращения и соединенные последовательно замкнутой цепью, ремнем или тросом. Звездочки, ролики или шкивы одного из оснований имеют возможность линейного перемещения по основанию. (RU 2016129082, 16.07.2016, DE 202016005434.2, 30.08.2016, F16H 9/26 )
Недостатком этого изобретения является необходимость использования цепи.
Целью изобретения является создание бесступенчатой передачи без использования цепи.
Поставленная цель достигается тем, что в бесступенчатой передаче с тремя шестернями, содержащей внешнее основание и внутреннее основание с возможностью вращения относительно общей оси, шестерню, закрепленную на внутреннем основании с возможностью вращения, шестерню, закрепленную на внешнем основании с возможностью вращения и перемещения относительно внешнего основания, выходной вал, закрепленный на внутреннем основании с возможностью вращения, выходную шестерню закрепленную на выходном валу,  шестерня на внутреннем основании имеет зубчатое зацепление с выходной шестерней и с шестерней на внешнем основании.
В примере конкретного исполнения бесступенчатая передача с тремя шестернями содержит  внутреннее основание 1 и внешнее основание 2, разделенные подшипником 11. Выходной вал 9 закреплен на внутреннем основании 1 с помощью подшипника 13. Шестерня 5 закреплена на выходном валу 9. Шестерни 3 имеют возможность вращения относительно осей 22. Оси 22 закреплены на внутреннем основании 1. Шестерни 4 имеют возможность вращения относительно осей 7. Оси 7 закреплены на основании 2 с помощью пружин 8. Оси 7 имеют возможность перемещения в пазах 6 при деформации пружин 8. Вал 12 соединен с внешним основанием 2. Входной вал 10 соединен с внутренним основанием 1. Луч 15 является касательной к шестерням 3 и 4 в точке  соприкосновения шестерней. Луч 16 обозначает направление действия шестерни 3 на шестерню 4 и является касательной к окружности 14. Окружность  14 проходит через точку соприкосновения шестерней 3 и 4. Угол 18 между лучами 16 и 17  и угол 19 между лучами 15 и 16 определяют  величину и направление угловой скорости на выходном валу 9 и величину скоростей 20 и 21. Скорость 23 внешнего основания 2 всегда совпадает по величине и направлению со скоростью 24 внутреннего основания.
Вращающий момент прикладывается к входному валу 10. При этом основания 1 и 2 вращаются со скоростью Ω. Если направление действия силы шестерни 3 на шестерню 4  проходит через ось шестерни 4, как показано на фиг. 7, то все шестерни не вращаются относительно осей 7 и 22. Шестерня  5 вращается с одинаковой угловой скоростью 21 с основаниями 1 и 2. При этом угол 19=β=90°. Угол 18=α=0°. Если скорости оснований 1 и 2 равны Ω, то скорость θ на выходном валу равна
2
2
θ=(sinβ - sinα)* Ω = Ω.
2
Скорость 21 на выходном валу равна sinβ*Ω.
2
Скорость 20 на выходном валу равна  -sinα*Ω.
На фиг. 6 угол β = 180° - 177,62° = 2,38°. Угол α = 90° - 2,38° = 87,62°.
2
2
2
2
Скорость θ на выходном валу (sinβ - sinα)* Ω=(sin2,38°- sin87,62°)*Ω = -0,997 Ω. При α = β = 45°скорость θ на выходном валу равна нулю.
2
2
Для данных на фиг. 5 скорость на выходном валу θ=(sin77,55°- sin12,46°)*Ω = 0,907 Ω.
2
2
Для данных на фиг. 4 скорость на выходном валу θ=(sin46,98° - sin43,02°)*Ω = 0,069 Ω.
При угле α>0°на выходной вал действует составляющая скорости 20, направленная в противоположную сторону относительно скоростей 21, 23, 24. Для работоспособности бесступенчатой передачи с тремя шестернями достаточно трех шестерней. Для балансировки устройства добавлены еще четыре шестерни.
На фиг. 1 представлена бесступенчатая передача с тремя шестернями.
На фиг. 2 представлена бесступенчатая передача с тремя шестернями, вид со стороны пружин.
На фиг. 3 представлено сечение бесступенчатой передачи с тремя шестернями.
На фиг. 4 представлены данные для вычисления скорости на выходном валу, среднее положение
На фиг. 5 представлены данные для вычисления скорости на выходном валу, нижнее положение.
На фиг. 6 представлены данные для вычисления скорости на выходном валу, крайнее верхнее положение.
На фиг. 7 представлено положение шестерней при нулевой угловой скорости относительно своих осей.