Наверное, нет непонимания этого. Наверное, нельзя представить (отсюда!) что-то ещё. Тот, кто это придумал, задачу решал методом "в лоб": если сдвигать колесо вдоль горизонтальной оси, можно менять соотношение диаметров соприкосновения и, тем самым, получить (создать) вариатор передаточного отношения. А то, что оно в диапазоне (и в одной ступени) останется малым, никаких волнений не вызывало - задача-то была решена.
        Роль вариатора была осуществлена, а роль самого редуктора выполняли другие узлы и элементы. Вероятно, думалось, что в механике другого не может быть - отсюда и отношение к ней, на грани полного бездумья (безъумья). Она же молча по этому поводу и незаметно смеялась (рис.1).
        На поверхности и на виду было, и всем было видно, что зацепление внешнее, простое, одноступенчатое, фрикционное, вариаторное, с малыми возможностями (потому что никуда не денешься), и поэтому почти никому не нужное.
        Вот если бы внутреннее, то да, может быть, там, из-за сложности, и можно что-то получить, но и там - тоже почти ничего (поэтому была попытка создания планетарных). И все передачи (чуть ли не классически!) в одной ступени имели "пшик". И более того, увидели, рассмотрев приведенные моменты инерции, что в редукторах нужно дробить и дробить передачи в ступенях (и по определенной формуле - если очень нужно), иначе приведенная инерционность вырастает так, что становится весьма трудно, особенно при попытке добиться быстродействия, например, в следящих системах. Так-таки формула минимального момента инерции вращающихся масс в зависимости от числа ступеней и передаточного отношения в них всё-таки была получена. Вот так!
        Всё это вместе взятое могло показаться достаточно сложным (лучше бросить!) на пути науки и техники, но искусство расчётчиков и конструкторов, студентов и ученых, деятелей теории машин (о других лучше не говорить) старалось умно преодолеть возникающие препятствия.
        И всё потому, что схема диск - колесо, установленные друг на друге, несмотря на массированный натиск, не трансформировалась ни во что другое. Боролись за усовершенствование деталей (и сейчас это модно). Мысленный тупик или, может быть, относительно латинского - нонсенс. Чтобы это лучше понять, вглядитесь в схему этого маленького крокодила.
Может показаться, что "он" на уровне начала каменного века (и никогда исторически не изменялся). Там обозначено: 1 - вертикальная ось диска и диск, 2 - горизонтальная ось колеса и колесо, опирающееся на диск, А - стрелка направлений возможных перемещений колеса вдоль оси 2.

        Итак, рассматриваем "маленького крокодила" по-новому. Предварительно "держим в голове", что нам нужно - это получить передачу с заданной разницей в диаметрах или в числах зубьев во взаимодействующих контактных профилях. Во внутреннем зацеплении это получается само собой, если приблизить размеры соприкасающихся колес друг к другу, а кинематику представить особым образом, как это было ранее показано в предыдущих выпусках. Во внешнем - чувствуете!?-мы вошли в ТММ или в рассказ о ней, что одинаково все равно, - нужно наоборот: такие разницы в диаметрах, чтобы они существенно отличались. По возможностям и габаритам - это "ни в какие ворота". Соотношение диаметров может быть и будет близко к нулю и бесконечности.
        Но в этом "маленьком крокодиле" видим, что это и не надо. Во внешнем зацеплении (если особо не зацикливаться) можно получить передачу и необходимую разность диаметров искусственно - это, если колесо относительно диска не только крутится, но и двигается по какой-то траектории. Заранее можно сказать, что общий вид траекторных принципов отображен в самом конце - на рис.5. Общий принцип передач (и многого другого) - это не только вращение, но и движение. Что и давало раньше получение положительного эффекта.

        Если отпустить ось колеса, дать ей возможность движения, её привод получит нагрузку, пришедшую от диска, и её ось реактивно начнет движение. Здесь пора показать "измененного маленького крокодила", обозначенного на рис.2. Смотрим и понимаем! Sapienti Sat! Там всё осталось на своих местах и в тех же обозначениях, а именно: 1 - ось вращения диска, 2 - ось вращения колеса, А - стрелка возможных перемещений вдоль оси 2. Добавлено и изменено: ось 1 разбита на две части, нижняя часть оставлена ей самой и диску, в верхнюю, обозначенную как 3, вошла ось 2 и шарнирно в ней укрепилась. К оси 3 присоединен привод 4. Получилась новая схема, отличная от "предка" по рис.1, которая, в частности, может работать по-старому, однако, она получила и новые возможности.

        Линия осей 1 и 3 (и их элементов) может служить в качестве особого передающего вала, несущего нагрузку, вращающегося как одно целое при условии, что колесо оси 2 неподвижно. Если при этом привод 4 начинает действовать, он разрывает передачу нагрузки по валу, вносит дополнительное вращение и дополнительное действие, получаемые от привода и от колеса на оси 2.
        Здесь можно представить, что работают одновременно две схемы:  по рис.1 и по рис.2. Относительно рис.2 - это, в частности, передающий вал, по рис.1 - это возможность изменения положения колеса в направлении стрелки А. Передающий вал вращения не передает в каком бы положении ни находилось колесо 2, если не действует привод 4. Потому что в этом случае колесо только обкатывается по диску и в точке контакта с ним не создает никакого усилия.
        Включение привода 4 приводит к передаче вращения от оси 3 к оси 1. Процесс передачи следующий.
Представим, что относительно оси 2 имеется некоторый нагрузочный момент. Диаметр d2 колеса на оси 2 равен диаметру d1 диска в точке контакта. При действии привода 4 колесо на оси 2 начнет обкатываться по диску. При этом ось 3 получает вращение вместе с движением и вращением оси 2. Эффект такой, что на линии осей 3 и 1 ось 3 вращается, а ось 1 не вращается (вал 3-1 разорван), однако, по диску оси 1 обкатывается колесо оси 2, вместе с тем оно вращается вокруг оси 2.

Здесь неожиданно наступают следующие интересные моменты. Они кратко такие:

• Затормозив ось 3, можно перейти к самому простому частному варианту - к схеме по рис.1,
• освободив ось 3, получаем самое общее решение и многочисленные возможности - как это показано на рис.2. Далее исследуются и показываются варианты, заложенные в схеме по рис. 2.

• например, если d1 = d2, то передаточное отношение  i = 1, а n3 = n4, где n4 - число оборотов привода 4, n3 - число оборотов относительно оси 3,
• или, например, если d1 = 2*d2 (d1/d2 = 2), то есть колесо сдвинуто соответственно влево - i = 2,
• или, например, если d1 = 1/2*d2, ось 3 получает убыстрение вращения относитеьно оси 2 (режим мультипликатора).
• или, в общем случае, колесо на оси 2 автоматически "находит" то свое положение, при котором передаточное отношение создает равенство приведенных моментов на оси 3 и на оси 2,

• поскольку привод 4 и колесо на оси 2 имеют инерционные массы, вследствие центробежных сил положение колеса на оси 2 будет определяться не только моментом на оси 3, но также скоростью вращения привода 4:
• например, увеличив скорость привода 4, получим сдвиг колеса по оси 2 влево, тем самым замедлив (!) скорость на оси 3 (и увеличив момент на ней).
• Примечание: балансировка масс привода 4 и колеса на оси 2 относительно оси 3 производится автоматически за счет возможности привода 4 изменять свое положение на оси 2.

• автоматическое достижение равного соотношения приведенных моментов по осям 1 и 3,
• при этом произойдет автоматический выбор передаточного отношения между осями 1 и 3  (1 и 2),
• замедление вращения диска на оси 1 такое, что несмотря на внешнее зацепление по диаметрам d1 и d2, один полный оборот колеса, "идущего" по диску, не приведет к получению тех же точек контакта через один оборот, поскольку диск одновременно повернется на некоторый угол - и тем самым равенство диаметров d1 и d2 в точке контакта не создаст передаточное отношение i = 1, а приведет в этом случае к более глубокой редукции,
• автоматический выбор соотношения диаметров d1 и d2 и выбор редукции, что даст уравновешивание приведенных числа оборотов и моментов на входном и выходном валах.

        Это действительно только дополнение, так как почти ничего не изменилось. Появилось лишь колесо 5 с диаметром d5, посаженное на ось 2. Если дать ему опору и зацепление с обкатываемой поверхностью, оно внесет не только ограничение в работу механизма, но и позволит создать новое (дополнительное) управление. В чем оно, вероятно, видно из схемы по рис.3.
        Привод 4 и колесо 5 заставляют весь механизм работать только в одном режиме: производить обкатку по опоре с одновременным вращением вокруг оси 3. Колесо 2 "сидит" на оси 2 и вращается так же, как и колесо 5 (двигаясь вместе с осью и вдоль неё). В этом "и зарыта собака".
        Дело не в помогающем колесе 5, а в рабочем колесе 2. С его помощью (и с помощью представленного механизма) можно создать те же условия и качества, что были показаны ранее во внутреннем зацеплении.
        Действительно, ось 2 позволяет создать любые условия движения и вращения колеса 2. Если, например, диаметры d2 и d5 не намного отличаются друг от друга, при обкатке колеса 5 по опоре на полный оборот колесо 2 совершит тоже полный оборот. Поскольку угол поворота оси 3 при этом будет определен, колесо 2, обкатываясь по диску, заставит его повернуться на сектор, равный по дуге угла величине своей окружности минус угол поворота оси 3. Если этот "минус" близок к величине окружности колеса 2, поворот диска произойдет на очень малую величину. Таким образом, внешнее зацепление даст возможность получить значительные передаточные числа в одной ступени при близких контактных диаметрах.
        При сдвиге колеса 2 влево диск 1 получит ещё меньший угол поворота - вплоть до полной неподвижности, хотя обкатка по нему колеса 2 идёт. Это значит, что поворот колеса 2 вокруг оси 2 будет равен углу поворота оси 3 (если на оси 1 есть нагрузка). Сдвинув немного колесо 2  в ту или иную сторону по оси 2, получим микровращение диска и оси 1. Такой эффект по рис.1. был недостижим.
        То же самое можно получить при изменении соотношения диаметров колес d2 и d5.
        Относительно схемы по рис.3 есть ещё многие другие особенности, здесь не показанные. Например, привод может быть установлен по оси 3. Et al. И т. д. Таковы вкратце особенности. Остальное требует более подробной разработки.

На рис.5 представлена более глубокая модификация, однако нужно придумать, куда направить "хвост крокодила".
 

Сделать это не очень сложно.
Возможны другие качественно-количественные преобразования.
"Маленький крокодил" разросся, превратился и в большого, и в другие варианты. Начинается их постепенное размножение.
Произойдет естественный отбор, исходя из реальных условий, поставленной задачи и обозначенных схем.
В последующем возможен синтез передач внутреннего зацепления и настоящей кинематики.
Если достаточно такого начального рассмотрения, желаю удачи в собственной более подробной разработке!
Если не нравится, значит, есть другой вариант, - он на подходе.
 

[SUBSCRIBE list_author_mailto]                     [SUBSCRIBE list_archive]                       [SUBSCRIBE list_count]