Общеизвестен дифференциальный механизм с коническими передачами, в котором две шестерни на полуосях, водило с двумя сателлитами на концах, обеспечивают передаточное число равное двум и высокий КПД. Этот механизм используется в трансмиссии автомобиля.

Предложен новый передаточный механизм аналогичной конструкции с высоким КПД и со значительным передаточным числом (см рисунок 1).

1 - корпус,
2 - вал большого числа оборотов,
3 - вал малого числа оборотов,
4 - водило,
5 - ось,
6 и 7 - сателлиты,
8 и 9 - конические зубчатые коллеса.

Сателлит 6 взаимодействует с коническим зубчатым колесом 8, закрепленным на валу 3. Сателлит 7 взаимодействует с коническим зубчатым колесом 9, которое неподвижно закреплено в корпусе 1.

Массу сателлита 7 выбирают таким образом, чтобы она уравновешивала массу сателлита 6, что исключает вращение неуравновешенных масс и уменьшает износ деталей.

Для предложенного передаточного механизма передаточное число К описывается уравнением:

Z₁ - число зубьев колеса 8,
Z₂ - число зубьев сателлита 7,
Z₃ - число зубьев сателлита 6,
Z₄ - число зубьев колеса 9.

Диаметр сателлита 7 и колеса 9 должны быть меньше диаметра сателлита 6 и колеса 8 для обеспечения возможности сборки механизма.

Предложенный механизм работает следующим образом. Вращают вал 2. К валу 3 подсоединяют нагрузку. Вал 2 вращает водило 4 с осью 5, с которой вращается сателлит 7, обегая зубчатое колесо 9. Вращение сателлита 7 через ось 5 передается сателлиту 6, который вращаясь стремится оставить зубчатое колесо 8 неподвижным, но различия в числе зубьев приводит к смещению колеса 8 на один зуб при прохождении его зубьев сателлитом 6 в количество раз, равное числу зубьев сателлита 6.

На техническое решение предложенного передаточного механизма была подана заявка во ВНИИГПЭ на изобретение N 3574565/28 (053053), но это решение не было признано изобретением. Эксперт решил, что КПД такого механизма будет низким. По мнению автора, это решение может быть полезным и оно забыто не заслужено.

По принципу предложенного механизма могут быть построены аналогичные механизмы (см. рисунок 2) с удвоенным передаточным числом по сравнению с предложенным.

Предложенные механизмы могут быть использованы: в строительной технике, исполнительных механизмах следящих систем, механизмах поворота телескопов при их суточном слежении за небосводом, в часовых механизмах большой мощности и больших размеров.

Такого рода механизмы могут быть положены в основу разработки вариаторов с большим КПД, при этом их размеры и вес не отличаются от аналогичных параметров обычных передаточных механизмов.

Для реализации такого вариатора, необходимо к колесу 9 (в передаточном механизме на рисунке 1 оно неподвижно закреплено в корпусе 1) подвести полый вал 10 (см. рисунок 3). Через полость вала 10 в вариатор вводится вал 2, а к самому валу 10 подводится управляющий двигатель. Колесо 9 неподвижно закреплено на валу 10 и оно воспринимает вращение управляющего двигателя.

Основной двигатель вращает вал 2 и вся мощность от него передается вариатором на ось 3. Вращение колеса 9 приводит к изменению передаточного числа вариатора. Меняя число оборотов и направление вращения колеса 9 можно не только менять число оборотов вала 3, но и осуществлять реверс.

Предложенный вариатор может выполнять роль механического усилителя, в котором вращение основного двигателя преобразуется по числу оборотов и вращающему моменту в зависимости от числа оборотов управляющего двигателя.

Предложенный вариатор прост по конструкции, относительно легок и компактен. Он может найти применение на транспорте и в станкостроении, так как способен заменить коробку передач и сцепление.

В авиации и на водном транспорте винты (воздушные и гребные) имеют переменный "шаг" (переменный угол атаки). К этому ухищрению пришлось прибегнуть в виду отсутствия надежных и компактных вариаторов с высоким КПД. Предложенный вариатор если не вытеснит винты переменного "шага", то, по крайней мере, сможет их потеснить.

Предложенный механизм имеет передаточное число K , в котором z₁ z₂ можно представить в виде числа n , тогда

Предложен еще один механизм (см. рисунок 4), в котором

Такой механизм с очень большим передаточным числом.

Где, по сравнению с механизмом изображенном на рисунке 1, дополнительно введены сателлиты 11 и 12. При этом сателлит 11 размещен на полой оси вместе с сателлитом 6, а сателлит 12 - с сателлитом 7. Сателлит 11 взаимодействует с зубчатым колесом 13 (дополнительным), а сателлит 12 - с колесом 9.

Зарегистрировано в ВНТИЦ 19 апреля 2002 года под номером 72200200011.
Опубликовано в бюллетене ВНТИЦ "Идеи. Гипотезы. Решения" номер 2, 2002 год.