Аннотация: Представлена конструкция зубчатого вариатора реализованная посредством все той же зубчатой передачи.
Макет вариатора
На рисунке показан механизм зубчатого вариатора. За основу взята представленная все та же зубчатая передача со свойством изменения усилий на зубьях.
Спироидные колеса 1, 2 установлены на собственных валах. Вал одного из колес установлен в рамке 5, которая может совершать вращение вокруг ведущего вала являющегося валом второго спироидного колеса.
Валы, как и осевые отверстия ступиц обоих спироидных колес, в своих поперечных сечениях имеют квадратную или любую иную форму, обеспечивающую свободное скольжение колес по валам без относительного вращения.
Одно из колес подпружинено вдоль оси, со стороны большего основания собственного конуса, чтобы при изменеии сил в зацеплении, колеса "не убежали". Помимо колеса 2, на вал 4 жестко установлено гипоидное зубчатое колесо 6, находящееся в зубчатом зацеплении с гипоидным колесом 7 закрепленном на валу 8.
Вал 8 является выходным, а ось его вращения совпадает с осью вращения колеса 1.
Работа вариатора аналогична работе дифференциала-1.
При малой нагрузке на выходном валу 4, в точке сопряжения на зубья колес действуют не значительные расклинивающие силы. Пружина (не показана) разжата и удерживает колесо 1 на валу 3, в верхнем положении. В точке зацепления, большому диаметру колеса 1 сответствует малый диаметр колеса 2. Относительное вращение рамки 5 и выходного вала 8, отсутствует.
При увеличении нагрузки на выходном валу 8, результирующая сил расклинивающих колеса, увеличивается и стремится раздвинуть колеса вдоль валов. Перемещениям колес противодействует пружина, так что после некоторого смещения, колеса занимают новые положения на валах, при которых результирующая сил раздвигающих колеса и усилие отжатия пружины, уравновешиваются. Одновременно с этим, по причине изменения углов подъема зубьев колес 1, 2, в зацеплении увеличивается величина потерь на трение. Рамка 5 приходит во вращение.
Результирующая двухосевого вращения колеса 2, посредством колеса 6, обкатывающего колесо 7, передается на выходной вал 8. В определенный момент перемещение колес вдоль валов, прекращается. Устанавливается положение при котором силы расклинивающие колеса и сила отжатия пружины, уравновешиваются.
Изменение положения колес 1, 2 на собственных валах позволяет менять соотношение скоростей вращения вала 4 и рамки 5. Иными словами, чем будет выше скорость вращения рамки 5, тем ниже будет скорость вращения выходного вала 8.
