Устройство передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением (варианты)

(51) 16 1/00 (2006.01) 16 1/28 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ в трех вариантах в виде планетарного механизма с двумя степенями свободы, содержит два ряда планетарных передач с входным и выходным водилами, входным и выходным сателлитами и с первым и вторым блоками центральных колес, а также пусковое звено и тормоз. В этом устройстве оба блока центральных колес выполнены в виде солнечных колес или в виде эпициклических(кольцевых) колес, каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес, входное и выходное водила выполнены с одинаковыми (или разными) радиусами, пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом (или с самотормозящейся передачей) от выходного сателлита, а тормоз выполнен взаимодействующим с маховиком или с эпициклическим (кольцевым) колесом для создания заднего хода. Технический результат способа и устройства заключается в автоматизации работы, увеличении нагрузочной способности,повышении эффективности,повышении надежности,обеспечении заднего хода.(76) Иванов Константин СамсоновичЯрославцева Елена Константиновна(54) УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ С НЕПРЕРЫВНО ПЕРЕМЕННЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ(57) Изобретение относится к машиностроению,преимущественно к автомобилестроению, и может быть использовано в качестве устройства передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением. Устройство передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением выполнено 23907 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве трансмиссии с автоматическим бесступенчатым изменением скорости в зависимости от нагрузки на выходном валу. Известна бесступенчатая регулируемая передача,содержащая зубчатый дифференциал и замыкающий механизм (Патент США 3,699,826, кл. 16 5/46,57/10, 1972). Замыкающий механизм передачи выполнен в виде фрикционной муфты с двумя дисками, один из которых жестко размещен на выходном валу, связанном с центральным колесом,а другой - на скользящей посадке и связан с другим центральным колесом через центробежный регулятор. В этой передаче имеют место потери на трение в фрикционной муфте, а наличие центробежного регулятора существенно усложняет конструкцию. Известна передача с регулируемой скоростью,содержащая зубчатый дифференциал и замыкающий механизм (Авторское свидетельство СССР 844861, кл. 16 Н 5/46, 1979). Замыкающий механизм выполнен в виде бесступенчатой регулируемой передачи,включающий центробежный регулятор, соединенный с одним из центральных колес дифференциала, и фрикционный лобовой вариатор, соединенный с центробежным регулятором и с другим центральным колесом дифференциала. Фрикционный лобовой вариатор в сочетании с центробежным регулятором представляет собой сложный и ненадежный элемент конструкции, не позволяющий передавать большие крутящие моменты. Известен способ автоматического и непрерывного изменения крутящего момента и скорости вращения выходного вала в зависимости от сопротивления движению и Устройство для его осуществления (Патент России 2234626, кл. 16 Н 47/08,2004). Это Устройство в виде дифференциального механизма содержит механизм подачи мощности с двумя степенями свободы,состоящий из двух входных звеньев (солнечных колес), подвижно связанных гидродинамическим преобразователем, и выходную кинематическую цепь с нулевой подвижностью в виде блока центральных колес, получающую движение от двух источников движения механизма подачи мощности. Недостатки этой трансмиссии реализация двух степеней свободы входного механизма подачи мощности, обеспечивающая разные скорости вращения солнечных колес(то есть дифференциальную связь между ними), создается гидродинамическим преобразователем и требует затрат мощности на создание гидродинамического эффекта. Гидродинамический эффект имеет чрезвычайно низкий коэффициент полезного действия (около 0.5), малый диапазон изменения скорости и низкую надежность при пуске. Это приводит к необходимости использовать дополнительные механизмы свободного хода,усложняющие конструкцию и ухудшающие качество работы передачи (плавность движения). В 2 результате конструкция трансмиссии имеет низкую эффективность, оказывается сложной, ненадежной при пуске и имеет низкое качество работы. Известна не переключаемая непрерывновыравнивающая трансмиссия (Патент США 4,932,928, кл. 16 47/08, 1. 475/51 475/47,1990). Эта трансмиссия в виде дифференциального механизма содержит механизм подачи мощности с двумя степенями свободы, состоящий из двух входных звеньев (солнечного колеса и водила),подвижно связанных гидродинамическим преобразователем, и выходную кинематическую цепь с нулевой подвижностью, получающую движение от двух источников движения механизма подачи мощности. Недостатки этой трансмиссии реализация двух степеней свободы входного механизма подачи мощности, обеспечивающая разные скорости вращения водила и сателлита(то есть дифференциальную связь между ними) создается гидродинамическим преобразователем и требует затрат мощности на создание гидродинамического эффекта. Гидродинамический эффект имеет чрезвычайно низкий коэффициент полезного действия (около 0.5), малый диапазон изменения скорости и низкую надежность при пуске, что приводит к необходимости использовать дополнительные механизмы свободного хода,усложняющие конструкцию и ухудшающие качество работы передачи (плавность движения). В результате конструкция трансмиссии имеет низкую эффективность, оказывается сложной, ненадежной при пуске и имеет низкое качество работы. Недостатком является также отсутствие возможности реверса. Следует отметить, что увеличение передаточного отношения в присоединяемой кинематической цепи путем введения дополнительных звеньев приводит лишь к уменьшению уровня величины регулируемой выходной угловой скорости, а не к увеличению диапазона регулирования. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство(система) передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением (патент Великобритании 2238090 (А) 1991-05-22). Это устройство выполнено в виде планетарного механизма с двумя степенями свободы,содержащего два ряда планетарных передач с входным и выходным водилами, входным и выходным сателлитами, с двумя блоками центральных колес, один из которых выполнен в виде солнечных колес, другой - в виде эпициклических (кольцевых) колес, пусковое звено и тормоз. Достоинства этого устройства идеальная тяговая характеристика (плавность хода) из-за отсутствия переключения передач, простота конструкции (из-за устранения гидромуфты, зубчатых ступеней и механизма переключения передач), простота эксплуатации (из-за отсутствия гидро системы и ее регулировок). 23907 Недостатки устройства передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением- устройство не является автоматическим из-за использования тормоза с внешним управлением для пуска,- устройство имеет низкую эффективность из-за больших потерь на трение, которые имеют место в тяжело нагруженных режимах вследствие больших скоростей движения промежуточных звеньев.- устройство имеет низкую надежность, так как внешние силы создают неуравновешенный внутренний момент и для старта и для режима с большой выходной нагрузкой следует использовать тормоз, фиксирующий одно из подвижных промежуточных звеньев системы,- устройство обеспечивает передачу движения только в прямом направлении. В результате устройство не является автоматическим, имеет низкую нагрузочную способность и надежность, низкую эффективность,и в нем отсутствует задний ход. Задачей изобретения является автоматизация работы, увеличение нагрузочной способности,повышение эффективности,повышение надежности, обеспечение заднего хода. Задача изобретения решается по вариантам. Вариант 1. Задача изобретения решается тем, что второй блок центральных колес выполнен также в виде солнечных колес, каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес, входное и выходное водила выполнены с одинаковыми радиусами, пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом от выходного сателлита, а тормоз выполнен взаимодействующим с маховиком для создания заднего хода. Вариант 2. Задача изобретения решается тем, что второй блок центральных колес выполнен также в виде эпициклических (кольцевых) колес, каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес,входное и выходное водила выполнены с одинаковыми радиусами, пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом от выходного сателлита,а тормоз выполнен взаимодействующим с эпициклическим колесом для создания заднего хода. Вариант 3. Задача изобретения решается тем, что второй блок центральных колес выполнен также в виде эпициклических (кольцевых) колес, каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес,выходное водило выполнено с радиусом, меньшим радиуса входного водила, пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом от выходного сателлита в виде самотормозящейся передачи, а тормоз выполнен взаимодействующим с эпициклическим колесом для создания заднего хода. На фиг. 1 изображено устройство с центральными колесами, выполненными в виде солнечных колес (вариант 1).(вариант 3). Описание устройства по вариантам. Вариант 1. Устройство (фиг. 1) содержит входное водило 1,входной сателлит в виде блока колес 2-3, блок с центральными солнечными колесами 4-5, блок с центральными колесами 6-7, выходной сателлит в виде блока колес 8-9, пусковое звено 11, выходное водило 13, тормоз 14 и корпус 15. Устройство отличается тем, что центральные колеса второго блока планетарных передач 6-7 выполнены также в виде солнечных колес, входной сателлит выполнен в виде блока двух колес 2-3,выходной сателлит выполнен в виде блока двух колес 8-9, входное 1 и выходное 13 водила выполнены с одинаковыми радиусами, пусковое звено выполнено в виде маховика 11 с ускоряющим приводом от выходного сателлита 8-9 в виде колес 10, 12, а тормоз 14 выполнен взаимодействующим с маховиком 11 для создания заднего хода. Устройство работает следующим образом. Входное водило 1, приводимое двигателем,передает движение на входной сателлит 2-3,который приводит в движение первый блок солнечных колес 4-5 и второй блок солнечных колес 6-7. Солнечные колеса 5, 7 передают движение на выходной сателлит в виде блока колес 8-9 с присоединенным к нему колесом 10. Маховик 11 с колесом 12 получает вращение от колеса 10. Выходной сателлит 8-9 приводит в движение выходное водило 13. Передача размещена в неподвижном корпусе 15. Во время работы происходит циркуляция энергии по замкнутому контуру 4-2-3-6-7-8-9-5. Эта циркуляция энергии в системе с двумя степенями свободы не создает силы, вызывающие деформации звеньев контура. Поэтому эти силы не превышают силы, вызывающие движение звеньев, и не создают больших потерь на трение. В эксплуатационном режиме движения с двумя степенями свободы входной движущий момент М 1 на входном водиле 1, выходной момент сопротивления М 13 на выходном водиле 13, входная 1, и выходная 13 угловые скорости водил 1 и 13 связаны между собой по принципу возможных перемещений 111313(2) То есть при постоянных параметрах входной мощности 1, 1 выходная угловая скорость находится в обратной пропорциональной зависимости от выходного момента сопротивления. Формула (2) характеризует идеальную тяговую характеристику от двигателя к выходному валу. При увеличении выходного момента сопротивления 13 угловая скорость 13 3 23907 уменьшается, а угловые скорости промежуточных звеньев значительно возрастают, и потери мощности на трение в кинематических парах становятся сопоставимыми с полезным расходом мощности,что приводит к снижению кпд. Выполнение второго блока центральных колес в виде солнечных колес приводит к образованию замкнутого механического контура 4-2-3-6-7-8-9-5,размещенного по одну (внутреннюю) сторону от линии действия входной и выходной сил,проходящей через оси сателлитов 2-3 и 8-9. Это приводит к существенному (на два порядка) снижению скоростей движения промежуточных звеньев. Соответственно на два порядка уменьшаются потери мощности на трение в соединениях звеньев. Для подтверждения этого факта определим передаточное отношение от входного водила 1 к выходному сателлиту 8-9 в экстремальном случае при остановленном выходном водиле 13, когда механизм с двумя степенями свободы превращается в замкнутый дифференциальный механизм с одной степенью свободы. Это передаточное отношение выражается известной формулой первого ряда планетарной передачи от колеса 4 к колесу 6 при неподвижном входном водиле 1,и 78- 8/7 - передаточное отношение(замыкающей цепи замкнутого дифференциала) второго ряда планетарной передачи от колеса 7 к колесу 8,и 59- 9/5 - передаточное отношение(замыкающей цепи замкнутого дифференциала) второго ряда планетарной передачи от колеса 5 к колесу 9,129 - числа зубьев колес. Для рассматриваемого механизма с принятыми размерами звеньев в соответствии с фиг. 1 передаточное отношение замкнутого дифференциала равно и 19 2.17 (в то время как у механизма, принятого за прототип, передаточное отношение замкнутого дифференциала и - 0.026). Соответственно отличаются скорости движения выходного сателлита и других промежуточных звеньев механизма в тяжело нагруженных режимах движения, близких к экстремальному режиму. Следовательно, потери мощности на трение(которые находятся в прямой зависимости от скоростей вращения звеньев) в предлагаемой передаче на два порядка меньше по сравнению с прототипом. Это обеспечивает помимо высокой эффективности механизма его высокую надежность,обеспечивающую возможность преодоления больших нагрузок без остановки из-за потерь на трение. Пуск механизма происходит автоматически при неподвижном выходном водиле 13, то есть когда 4 механизм находится в состоянии с одной степенью свободы. Надежность пуска (трогания с места или старта) обеспечивается совпадением линий действия входной движущей силы на входном водиле 1 и выходной силы сопротивления на выходном водиле 13 путем выполнения водил с одинаковыми радиусами. В момент пуска имеет место связь выходного момента сопротивления и входного движущего момента через передаточное отношение(4) Здесь М 1 - входной движущий момент на входном водиле 1,М 13 - выходной момент сопротивления на выходном водиле 13. Чем больше передаточное отношение и 19 тем больше выходной момент сопротивления,преодолеваемый при пуске, то есть выше надежность пуска. Обеспечение взаимосвязи входного и выходного моментов согласно формуле(4) выполняется только при наличии момента сопротивления М 9 на выходном сателлите 8-9 в момент пуска, когда выходное водило 13 неподвижно. Этот момент сопротивления при пуске создает маховик 11. Маховик 11 обеспечивает автоматический пуск механизма за счет инерционных параметров динамического взаимодействия звеньев при переходе из состояния с одной степенью свободы в состояние с двумя степенями свободы. Маховик создает момент сопротивления движению выходного сателлита 8-9, когда механизм находится в состоянии с одной степенью свободы, для преодоления силы сопротивления в виде реакции в неподвижной опоре выходного сателлита 8-9 со стороны выходного водила 13. Маховик 11 приводится в движение от выходного сателлита 8-9 через початое колесо выходного сателлита 10 и зубчатое колесо маховика 12. Зубчатая передача 10-12 является ускоренной и обеспечивает значительное увеличение момента сопротивления вращению М 9 сателлита 8-9 в виде момента сил инерции М 11 маховика М 9 М 11 и 11-9.(5) Здесь и 11-9-10 / 12 - передаточное отношение от маховика 11 к сателлиту 8-9.10, 12 - числа зубьев колес 10, 12. Момент сил инерции маховика определяется по формуле 11.(6) Здесь- момент инерции маховика 11, - допускаемое угловое ускорение маховика 11. Пуск (старт) происходит при ускоренном движении входного водила 1 в соответствии с увеличением мощности двигателя при старте. При этом ускоренное движение передается от выходного сателлита 8-9 через передачу 10-12 на маховик. Поскольку маховик оказывает инерционное сопротивление движению, происходит передача движения на выходное водило 13. Это произойдет, 23907 когда инерционный момент сопротивления,передаваемый от маховика 11 на выходной сателлит 8-9, окажется равным движущему моменту,передаваемому от двигателя на выходной сателлит 8-9 согласно формуле (4) при 13 М 9. С учетом формул (5), (6) получим(7) Отсюда можно определить требуемый дляпуска(8) При переходных режимах движения маховик 11 помогает преодолевать возрастающее сопротивление на выходном валу при замедлении движения и тормозит выходной вал при уменьшении сопротивления и ускорении движения,способствуя непрерывному выравниванию передаточного отношения. Это обеспечивает надежную работу устройства в переходных режимах движения. Задний ход происходит, если тормоз 14 путем внешнего воздействия останавливает маховик П. В этом случае зубчатое колесо 12 становится неподвижным, механизм переходит в состояние с одной степенью свободы и передаточное отношение от входного водила 1 к выходному водилу 13 при неподвижном колесе 12 приобретает значение,соответствующее заднему ходу Вариант 2. Устройство (фиг. 2) содержит входное водило 1,входной сателлит 2-3, блок с центральными колесами 4-5, блок с центральными колесами,выполненными в виде эпициклических (кольцевых) колес 6-7, выходной сателлит 8-9, пусковое звено 11, выходное водило 13, тормоз 14 и корпус 15. Устройство отличается тем, что второй блок центральных колес 4-5 выполнен также в виде эпициклических (кольцевых) колес, входной сателлит выполнен в виде блока двух колес 2-3,выходной сателлит выполнен в виде блока двух колес 8-9, входное 1 и выходное 13 водила выполнены с одинаковыми радиусами, пусковое звено выполнено в виде маховика 11 с ускоряющим приводом от выходного сателлита 8-9 в виде колес 8, 12, а тормоз 14 выполнен взаимодействующим с блоком эпицикличеких (кольцевых) колес 4-5 для создания заднего хода. Устройство работает следующим образом. Входное водило 1, приводимое двигателем,передает движение на входной сателлит 2-3,который приводит в движение блок эпициклических колес 4-5 и блок эпициклических колес 6-7. Эпициклические колеса 5, 7 передают движение на выходной сателлит в виде блока колес 8-9. Маховик 11 с колесом 12 получает вращение от колеса 8. Выходной сателлит 8-9 приводит в движение выходное водило 13. Передача размещена в неподвижном корпусе 15. Во время работы происходит циркуляция энергии по замкнутому контуру 4-2-3-6-7-8-9-5. Эта циркуляция энергии в системе с двумя степенями свободы не создает силы, вызывающие деформации звеньев контура. Поэтому эти силы не превышают силы, вызывающие движение звеньев, и не создают больших потерь на трение. Для этого конструктивного варианта передачу энергии осуществляют путем циркуляции энергии по замкнутому контуру 4-2-3-6-7-8-9-5,расположенному внешним образом относительно линии действия входной движущей силы и выходной силы сопротивления. Циркуляция энергии по одну (внешнюю) сторону от линии действия внешних сил приводит к уменьшению скоростей движения промежуточных теньев в замкнутом контуре по сравнению с вариантом 1 и к упрощению конструкции за счет привода маховика 11 непосредственно сателлитом 8(то есть путем устранения колеса 10 - фиг. 1). В эксплуатационном режиме движения с двумя степенями свободы входной движущий момент М 1 на входном водиле 1, выходной момент сопротивления 13 на выходном водиле 13, входная 1 и выходная 13 угловые скорости водил 1 и 13 связаны между собой по принципу возможных перемещений М 11 М 1313/(12) То есть при постоянных параметрах входной мощности М 1, 1 выходная угловая скорость находится в обратной пропорциональной зависимости от выходного момента сопротивления. Формула (12) характеризует идеальную тяговую характеристику от двигателя к выходному валу. При увеличении выходного момента сопротивления М 13 угловая скорость 13 уменьшается, а угловые скорости промежуточных звеньев значительно возрастают, и потери мощности на трение в кинематических парах становятся сопоставимыми с полезным расходом мощности,что приводит к снижению кпд. Выполнение второго блока центральных колес в виде эпициклических колес приводит к образованию замкнутого механического контура 4-2-3-6-7-8-9-5,размещенного по одну (внешнюю) сторону от линии действия входной и выходной сил, проходящей через оси сателлитов 2-3 и 8-9. Это приводит к существенному (на два порядка) снижению,скоростей движения промежуточных звеньев. Соответственно на два порядка уменьшаются потери мощности на трение в соединениях звеньев. Для подтверждения этого факта определим передаточное отношение от входного водила 1 к выходному сателлиту 8-9 в экстремальном случае при остановленном выходном водиле 13, когда механизм с двумя степенями свободы превращается в замкнутый дифференциальный механизм с одной степенью свободы. Это передаточное отношение выражается известной формулой 5 первого ряда планетарной передачи от колеса 4 к колесу 6 при неподвижном входном водиле 1,и 78- 8 / 7 - передаточное отношение(замыкающей цепи замкнутого дифференциала) второго ряда планетарной передачи от колеса 7 к колесу 8,и 599 / 5 - передаточное отношение(замыкающей цепи замкнутого дифференциала) второго ряда планетарной передачи от колеса 5 к колесу 9,29 - числа зубьев колес. Для рассматриваемого механизма с принятыми размерами звеньев в соответствии с фиг. 2 передаточное отношение замкнутого дифференциала равно и 192.26 (в то время как у механизма, принятого за прототип, передаточное отношение замкнутого дифференциала и 0.026). Соответственно отличаются скорости движения выходного сателлита и других промежуточных звеньев механизма в тяжело нагруженных режимах движения, близких к экстремальному режиму. Следовательно, потери мощности на трение(которые находятся в прямой зависимости от скоростей вращения звеньев) в предлагаемой передаче на два порядка меньше по сравнению с прототипом. Это обеспечивает помимо высокой эффективности механизма его высокую надежность,обеспечивающую возможность преодоления больших нагрузок без остановки из-за потерь на трение. Пуск механизма происходит автоматически при неподвижном выходном водиле 13, то есть когда механизм находится в состоянии с одной степенью свободы. Надежность пуска (трогания с места или старта) обеспечивается совпадением линий действия входной движущей силы на входном водиле 1 и выходной силы сопротивления на выходном водиле 13 путем выполнения водил с одинаковыми радиусами. В момент пуска имеет место связь выходного момента сопротивления и входного движущего момента через передаточное отношение(17) Отсюда можно определить требуемый для пуска(14) Здесь 1 - входной движущий момент на входном водиле 1,М 13 - выходной момент сопротивления на выходном водиле 13. Чем больше передаточное отношение и 19 , тем больше выходной момент сопротивления,преодолеваемый при пуске, то есть выше надежность пуска. Обеспечение взаимосвязи входного и выходного моментов согласно формуле(14) выполняется только при наличии момента сопротивления 9 на выходном сателлите 8-9 в 6 момент пуска, когда выходное водило 13 неподвижно. Этот момент сопротивления при пуске создает маховик 11. Маховик 11 обеспечивает автоматический пуск механизма за счет инерционных параметров динамического взаимодействия звеньев при переходе из состояния с одной степенью свободы в состояние с двумя степенями свободы. Маховик создает момент сопротивления движению выходного сателлита 8-9, когда механизм находится в состоянии с одной степенью свободы, для преодоления силы сопротивления в виде реакции в неподвижной опоре выходного сателлита 8-9 со стороны выходного водила 13. Маховик 11 приводится в движение от выходного сателлита 8-9 через губчатое колесо 8 выходного сателлита и зубчатое колесо маховика 12. Зубчатая передача 10-12 является ускоренной и обеспечивает значительное увеличение момента сопротивления вращению М 9 сателлита 8-9 в виде момента сил инерции М 11 маховика М 9 М 11 и 11-9.(15) Здесь и 11-9- 8 /12 - передаточное отношение от маховика 11 к сателлиту 8-9.8,12 - числа зубьев колес 8, 12. Момент сил инерции маховика определяется по формуле 11.(16) Здесь- момент инерции маховика 11, - допускаемое угловое ускорение маховика 11. Пуск (старт) происходит при ускоренном движении входного водила 1 в соответствии с увеличением мощности двигателя при старте. При этом ускоренное движение передается от выходного сателлита 8-9 через передачу 8-12 на маховик. Поскольку маховик оказывает инерционное сопротивление движению, происходит передача движения на выходное водило 13. Это произойдет,когда инерционный момент сопротивления,передаваемый от маховика 11 на выходной сателлит 8-9, окажется равным движущему моменту,передаваемому от двигателя на выходной сателлит 8-9 согласно формуле (14) при 13 М 9. С учетом формул (15), (16) получим(18) При переходных режимах движения маховик 11 помогает преодолевать возрастающее сопротивление на выходном валу при замедлении движения и тормозит выходной вал при уменьшении сопротивления и ускорении движения,способствуя непрерывному выравниванию передаточного отношения. Это обеспечивает надежную работу устройства в переходных режимах движения. Задний ход происходит, если тормоз 14 путем внешнего воздействия останавливает блок эпициклических колес 4-5. В этом случае механизм переходит в состояние с одной степенью свободы и 23907 передаточное отношение от входного водила 1 к выходному водилу 13 при неподвижном блоке колес 4-5 приобретает значение, соответствующее заднему ходу 5) 5) ( и 1(13 и 1(7 и 75)13 . Вариант 3. Устройство (фиг. 3) содержит входное водило 1,входной сателлит 2-3, блок с центральными колесами 4-5, блок с центральными колесами,выполненными в виде эпициклических (кольцевых) колес 6-7, выходной сателлит 8-9, пусковое звено 11, выходное водило 13, тормоз 14 и корпус 15. Устройство отличается тем, что второй блок центральных колес 4-5 выполнен также в виде эпициклических (кольцевых) колес, каждый из сателлитов входной сателлит выполнен в виде блока двух колес 2-3, выходной сателлит выполнен в виде блока двух колес 8-9, выходное водило 13 выполнено с радиусом, меньшим радиуса входного водила 1, пусковое звено выполнено в виде маховика 11 с ускоряющим приводом от выходного сателлита 8-9 в виде самотормозящейся передачи с колесами 8, 12, а тормоз 14 выполнен взаимодействующим с блоком эпицикличеких(кольцевых) колес 4-5 для создания заднего хода. Использование выходного водила, выполненного с радиусом, меньшим радиуса входного водила,приводит к уменьшению его угловой скорости и к увеличению преодолеваемого момента сопротивления на выходном водиле за счет увеличения передаточного отношения, то есть к повышению нагрузочной способности и надежности передачи. Однако при этом появляется внутренний неуравновешенный момент,который в экстремальных условиях (при пуске) равен внешней силе на входном водиле, умноженной на расстояние между внешними силами в виде разности радиусов водил. Для создания противодействия этому моменту необходимо обеспечить заклинивание маховика 11 на его валу при повышении момента сопротивления путем выполнения ускоряющей передачи 8-12 привода маховика в виде самотормозящейся передачи, имеющей малое передаточное отношение и 8-12- 12/81/6. Использование инерционных параметров динамического взаимодействия маховика 11 с выходным сателлитом 8-9 с ускоряющим приводом маховика через колеса 8, 12 самотормозящейся передачи обеспечивает автоматизацию пуска и преодоление больших сопротивлений в тяжело нагруженных режимах движения (то есть повышение надежности работы). Пусковое звено в виде маховика 11 при старте создает инерционное сопротивление, позволяющее передавать момент от двигателя на выходное водило 13 и обеспечивать начало движения. При торможении, вызванном возрастающим выходным моментом сопротивления,маховик 11 создает движущий момент,способствующий преодолению сопротивления. Устройство работает следующим образом. Входное водило 1, приводимое двигателем,передает движение на входной сателлит 2-3,который приводит в движение блок эпициклических колес 4-5 и блок эпициклических колес 6-7. Солнечные колеса 5, 7 передают движение на выходной сателлит в виде блока колес 8-9. Маховик 11 с колесом 12 получает вращение от колеса 8. Выходной сателлит 8-9 приводит я движение выходное водило 13. Передача размещена в неподвижном корпусе 15. Для этого конструктивного варианта передачу энергии осуществляют путем циркуляции энергии по замкнутому контуру 4-2-3-6-7-8-9-5,расположенному внешним образом относительно линий действия входной движущей силы и выходной силы сопротивления. Циркуляция энергии по одну (внешнюю) сторону от линий действия внешних сил приводит к уменьшению скоростей движения промежуточных звеньев в замкнутом контуре по сравнению с вариантом 1 и к упрощению конструкции за счет привода маховика 11 непосредственно сателлитом 8(то сеть путем устранения колеса 10 - фиг. 1). В эксплуатационном режиме движения с двумя степенями свободы входной движущий момент М 1 на входном водиле 1, выходной момент сопротивления М 13 на выходном водиле 13, входная 1 и выходная 13 угловые скорости водил 1 и 13 связаны между собой по принципу возможных перемещений 111313(22) То есть при постоянных параметрах входной мощности 1, 1 выходная угловая скорость находится в обратной пропорциональной зависимости от выходного момента сопротивления. Формула (22) характеризует идеальную тяговую характеристику от двигателя к выходному валу. Вместе с тем при увеличении выходного момента сопротивления угловые скорости промежуточных звеньев значительно возрастают и потери мощности на трение становятся сопоставимыми с полезным расходом мощности. Выполнение второго блока центральных колес в виде эпициклических колес приводит к образованию замкнутого механического контура 4-2-3-6-7-8-9-5,размещенного по одну (внешнюю) сторону от линий действия входной и выходной сил, проходящих через оси сателлитов 2-3 и 8-9. Это приводит к существенному (на два порядка) снижению скоростей движения промежуточных звеньев. Соответственно на два порядка уменьшаются потери мощности на трение в соединениях звеньев. Для подтверждения этого факта определим передаточное отношение от входного водилак выходному сателлиту 8-9 в экстремальном случае 7 23907 при остановленном выходном водиле 13, когда механизм с двумя степенями свободы превращается в замкнутый дифференциальный механизм с одной степенью свободы. Это передаточное отношение выражается известной формулой первого ряда планетарной передачи от колеса 4 к колесу 6 при неподвижном входном водиле 1,и 78- 8/7 - передаточное отношение(замыкающей цепи замкнутого дифференциала) второго ряда планетарной передачи от колеса 7 к колесу 8,и 599 / 5 - передаточное отношение(замыкающей цепи замкнутого дифференциала) второго ряда планетарной передачи от колеса 5 к колесу 9,29 - числа зубьев колес. Для рассматриваемого механизма с принятыми размерами звеньев в соответствии с фиг. 3 передаточное отношение замкнутого дифференциала равно и 19- 2.48 (в то время как у механизма, принятого за прототип, передаточное отношение замкнутого дифференциала и - 0.026). Соответственно отличаются скорости движения выходного сателлита и других промежуточных звеньев механизма в тяжело нагруженных режимах движения, близких к экстремальному режиму. Следовательно, потери мощности на трение(которые находятся в прямой зависимости от скоростей вращения звеньев) в предлагаемой передаче на два порядка меньше по сравнению с прототипом. Это обеспечивает помимо высокой эффективности механизма его высокую надежность,обеспечивающую возможность преодоления больших нагрузок без остановки из-за потерь на трение. Пуск механизма происходит автоматически при неподвижном выходном водиле 13, то есть когда механизм находится в состоянии с одной степенью свободы. Надежность пуска (трогания с места или старта) обеспечивается за счет выполнения выходного водила 13 с радиусом, меньшим радиуса входного водила. В момент пуска имеет место связь выходного момента сопротивления и входного движущего момента через передаточное отношение(27) Отсюда можно определить требуемый дляпуска(24) Здесь М 1 - входной движущий момент на входном водиле 1,М 13 - выходной момент сопротивления на выходном водиле 13. Чем больше передаточное отношение и 19 , тем больше выходной момент сопротивления,преодолеваемый при пуске, то есть выше надежность пуска. Обеспечение взаимосвязи 8 входного и выходного моментов согласно формуле(24) выполняется только при наличии момента сопротивленияна выходном сателлите 8-9 в момент пуска, когда выходное водило 13 неподвижно. Этот момент сопротивления при пуске создает маховик 11. Маховик 11 обеспечивает автоматический пуск механизма за счет инерционных параметров динамического взаимодействия звеньев при переходе из состояния с одной степенью свободы в состояние с двумя степенями свободы. Маховик создает момент сопротивления движению выходного сателлита 8-9, когда механизм находится в состоянии с одной степенью свободы, для преодоления силы сопротивления в виде реакции в неподвижной опоре выходного сателлита 8-9 со стороны выходного водила Маховик 11 приводится в движение от выходного сателлита 8-9 через зубчатое колесо 8 выходного сателлита и зубчатое колесо маховика 12. Зубчатая передача 10-12 является ускоренной и обеспечивает значительное . увеличение момента сопротивления вращению М 9 сателлита 8-9 в виде момента сил инерции М 11 маховика М 9 М 11 и 11-9.(25) Здесь 11-9-8 / 12 - передаточное отношение от маховика 11 к сателлиту 8-9.8, 12 - числа зубьев колес 8, 12. Момент сил инерции маховика определяется по формуле 11(26) Здесь- момент инерции маховика 11, - допускаемое угловое ускорение маховика 11. Пуск (старт) происходит при ускоренном движении входного водила 1 в соответствии с увеличением мощности двигателя при старте. При этом ускоренное движение передается от выходного сателлита 8-9 через передачу 8-12 на маховик. Поскольку маховик оказывает инерционное сопротивление движению, происходит передача движения на выходное водило 13. Это произойдет,когда инерционный момент сопротивления,передаваемый от маховика 11 на выходной сателлит 8-9, окажется равным движущему моменту,передаваемому от двигателя на выходной сателлит 8-9 согласно формуле (24) при М 13 М 9. С учетом формул (25), (26) получим(28) При переходных режимах движения маховик 11 помогает преодолевать возрастающее сопротивление на выходном валу при замедлении движения и тормозит выходной вал при уменьшении сопротивления и ускорении движения,способствуя непрерывному выравниванию передаточного отношения. Это обеспечивает надежную работу устройства в переходных режимах движения. 23907 Задний ход происходит, если тормоз 14 путем внешнего воздействия останавливает блок эпициклических колес 4-5. В этом случае механизм переходит в состояние с одной степенью свободы и передаточное отношение от входного водила 1 к выходному водилу 13 при неподвижном блоке колес 4-5 приобретает значение, соответствующее заднему ходу 5) 5) ( и 1(131(775)13 . Так как выходное водило 13 выполнено с радиусом, меньшим радиуса входного водила 1, то появляется внутренний неуравновешенный момент внешних сил (входной движущей силы и выходной силы сопротивления), сыпанный с несовпадением их направлений. Чтобы обеспечить противодействие этому моменту, зубчатая передача 8-10 от выходного сателлита 8 к маховику 11 выполнена самотормозящейся. Она обеспечивает заклинивание маховика на валу при увеличении пускового момента за счет большого много передаточного отношения 11-9. Альтернативный вариант. Для трех рассмотренных вариантов изобретения существует альтернативный вариант. В альтернативном варианте в блоках центральных колес соединения колес выполнены в виде предварительно напряженных упругих элементов,например, пружин. Это обеспечивает передачу движения упругими импульсами, связанными с зарядкой и разрядкой пружин. Передача движения упругими импульсами создает вибрационное воздействие на выходной вал, что содействует преодолению момента сопротивления в экстремальных ситуациях, особенно при пуске. Вибрационное воздействие на выходной вал при пуске снижает возможность пускового заклинивания приводимого исполнительного механизма. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением в виде планетарного механизма с двумя степенями свободы, содержащего два ряда планетарных передач с входным и выходным водилами, входным и выходным сателлитами, с двумя блоками центральных колес, один из которых выполнен в виде солнечных колес, пусковое звено и тормоз отличающееся тем, что второй блок центральных колес выполнен также в виде солнечных колес,каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес, входное и выходное водила выполнены с одинаковыми радиусами,пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом от выходного сателлита, а тормоз выполнен взаимодействующим с маховиком для создания заднего хода. 2. Устройство передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением в виде планетарного механизма с двумя степенями свободы, содержащего два ряда планетарных передач с входным и выходным водилами, входным и выходным сателлитами, с двумя блоками центральных колес, один из которых выполнен в виде эпициклических (кольцевых) колес, пусковое звено и тормоз, отличающееся тем, что второй блок центральных колес выполнен также в виде эпициклических (кольцевых) колес, каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес,входное и выходное водила выполнены с одинаковыми радиусами, пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом от выходного сателлита,а тормоз выполнен взаимодействующим с эпициклическим колесом для создания заднего хода. 3. Устройство передачи энергии с непрерывно переменным передаточным отношением в виде планетарного механизма с двумя степенями свободы, содержащего два ряда планетарных передач с входным и выходным водилами, входным и выходным сателлитами, с двумя блоками центральных колес, один из которых выполнен в виде эпициклических (кольцевых) колес, пусковое звено и тормоз, отличающееся тем, что второй блок центральных колес выполнен также в виде эпициклических (кольцевых) колес, каждый из сателлитов выполнен в виде блока двух колес,выходное водило выполнено с радиусом, меньшим радиуса входного водила, пусковое звено выполнено в виде маховика с ускоряющим приводом от выходного сателлита в виде самотормозящейся передачи, а тормоз выполнен взаимодействующим с эпициклическим колесом для создания заднего хода. 4. Устройство по п.п. 1, 2, 3 отличающееся тем,что в блоках центральных колес соединения колес выполнены в виде предварительно напряженных упругих элементов, например, пружин.