Бесступенчатая коробка передач

Бесступенчатая коробка передач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Область изобретения относится в общем случае к коробкам передач, а конкретнее изобретение относится к бесступенчатым коробкам передач.

Настоящее изобретение относится к области бесступенчатых коробок передач и включает в себя несколько новых признаков и изобретательских аспектов, которые разработаны и являются улучшениями по сравнению с существующим уровнем техники. Чтобы обеспечить бесконечно изменяемую передачу, разработаны различные коробки передач с ведущими роликами, в которых мощность передается через ведущие ролики, поддерживаемые в корпусе между входным и выходным дисками крутящего момента. В таких коробках передач ведущие ролики устанавливаются на опорных конструкциях, которые при вращении вызывают зацепление ведущих роликов с дисками крутящего момента в кругах различного диаметра в зависимости от желаемого передаточного числа.

Однако успех таких традиционных решений ограничен. Например, в одном решении раскрывается приводная втулка для транспортного средства с бесступенчато регулируемым передаточным числом. Этот способ рассматривает использование двух ирисовых пластин, по одной на каждой стороне ведущих роликов, чтобы наклонять ось вращения каждого из роликов. Однако использование ирисовых пластин может быть очень усложненным из-за большого числа деталей, требующихся для регулировки ирисовых пластин во время переключения коробки передач. Другая сложность с этой передачей состоит в том, что она имеет направляющее кольцо, выполненное с возможностью быть по большей части неподвижным по отношению к каждому ролику. Поскольку направляющее кольцо неподвижно, смещение оси вращения каждого из ведущих роликов затруднительно.

Одно улучшение по сравнению с этой более ранней разработкой включает в себя вал, вокруг которого вращаются ведущий элемент и ведомый элемент. Как ведущий элемент, так и ведомый элемент закреплены на валу и соприкасаются со множеством регуляторов мощности, расположенных на равном расстоянии по окружности вала. Регуляторы мощности находятся во фрикционном контакте с обоими элементами и передают мощность от ведущего элемента к ведомому элементу. Опорный элемент, расположенный концентрически на валу и между регуляторами мощности, прикладывает усилие, чтобы удержать регуляторы мощности раздельными, чтобы создать фрикционный контакт между ведущим элементом и ведомым элементом. Ограничением этой разработки является отсутствие средства для выработки адекватного осевого усилия, чтобы удержать ведущий элемент и ведомый элемент в достаточном фрикционном контакте с регуляторами мощности в качестве нагрузки крутящего момента при изменении передачи. Дальнейшее ограничение этой разработки заключается в сложности при смещении, что приводит к ситуациям с высоким крутящим моментом и очень низкой скоростью, а также в недостаточном средстве для расцепления передачи и движения накатом.

Таким образом, существует необходимость в бесступенчатой коробке передач с улучшенным механизмом для поддержки регуляторов мощности и для смещения, в средстве приложения должного осевого давления к ведущему элементу и ведомому элементу при различных нагрузках крутящего момента и мощности и в средстве расцепления и повторного сцепления муфты для движения накатом.

Сущность изобретения

Системы и способы имеют несколько признаков, ни один из которых не является единственно ответственным за желаемые свойства. Их более характерные черты будут кратко обсуждены далее без ограничения объема, выраженного в последующей формуле изобретения. После рассмотрения этого обсуждения и особенно после прочтения раздела, озаглавленного "Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения", станет ясно, каким образом признаки системы и способов обеспечивают несколько преимуществ по сравнению с традиционными системами и способами.

В одном аспекте раскрыта бесступенчатая коробка передач с продольной осью и множеством регуляторов скорости. Каждый регулятор скорости имеет ось вращения с регулируемым наклоном и расположен в радиальном направлении наружу от продольной оси. Также предусмотрен ведущий диск, который способен вращаться кольцеобразно вокруг продольной оси и к тому же соприкасается с первой точкой на каждом из регуляторов скорости, и с опорным элементом, который также способен вращаться кольцеобразно вокруг продольной оси. Предусмотрен подшипниковый диск, который также способен вращаться кольцеобразно вокруг продольной оси, и по меньшей мере два генератора осевого усилия. Эти генераторы осевого усилия расположены между ведущим диском и подшипниковым диском, а каждый генератор осевого усилия выполнен с возможностью прикладывать осевое усилие к ведущему диску.

В другом аспекте раскрыт подшипниковый диск, способный вращаться кольцеобразно вокруг продольной оси, и механизм расцепления. Механизм расцепления может быть расположен между подшипниковым диском и ведущим диском и приспособлен заставлять ведущий диск расцеплять ведущий диск от регуляторов скорости.

Еще в одном аспекте раскрыт выходной диск или вращающийся гильзовый кожух с подшипниковым диском, способным вращаться кольцеобразно вокруг продольной оси передачи. Имеется опорный элемент, также способный вращаться кольцеобразно вокруг продольной оси и приспособленный перемещаться к любому из ведущего диска или выходного диска, который вращается медленнее.

Еще в одном аспекте раскрыт рычажный подузел, имеющий крюк, причем этот крюк прикреплен либо к ведущему диску либо к подшипниковому диску. Имеется также замок, прикрепленный либо к ведущему диску либо к подшипниковому диску.

В другом аспекте раскрыто множество шпинделей с двумя концами, причем один шпиндель расположен в расточенном отверстии каждого регулятора скорости, и предусмотрено множество шпиндельных опор с платформенным концом и шпиндельным концом. Каждая шпиндельная опора при работе сцепляется с одним из двух концов одного из шпинделей. Также предусмотрено множество шпиндельных опорных колес, причем предусмотрено по меньшей мере одно шпиндельное опорное колесо для каждой шпиндельной опоры. Имеются кольцевые первая и вторая неподвижные опоры, каждая из которых имеет первую сторону, обращенную к регуляторам скорости, и вторую сторону, направленную от регуляторов скорости. Каждая из первой и второй неподвижных опор имеет вогнутую поверхность на первой стороне, и первая неподвижная опора расположена рядом с ведущим диском, а вторая неподвижная опора расположена рядом с ведомым диском.

Также раскрыта бесступенчатая коробка передач, имеющая спиральную пружину, которая расположена между подшипниковым диском и ведущим диском.

В другом аспекте раскрыт механизм переключения передачи, содержащий стержень, червячный винт с внешней резьбой, смещающую трубку с внутренней резьбой, причем вращение смещающей трубки вызывает изменение в передаточном числе, муфту с внутренней резьбой и разрезной вал, имеющий резьбовой конец.

Еще в одном аспекте раскрыто дистанционное устройство переключения передачи, содержащее вращающуюся рукоятку, фал с первым концом и вторым концом, причем первый конец зацепляется с рукояткой, а второй конец зацепляется со смещающей трубкой. Рукоятка приспособлена прикладывать натяжение к фалу, а фал приспособлен воздействовать на смещающую трубку при приложении натяжения.

Эти и другие улучшения станут более ясными для специалиста по прочтении следующего ниже подробного описания и просмотра приложенных чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является видом сбоку в разрезе варианта выполнения передачи.

Фиг.2 является частичным видом в поперечном сечении, взятом по линии II-II на фиг.1.

Фиг.3 является видом в перспективе разрезного вала и двух неподвижных опор в передаче по фиг.1.

Фиг.4 является схематическим видом сбоку в сечении передачи по фиг.1, сдвинутой на "низкую".

Фиг.5 является схематическим видом сбоку в сечении передачи по фиг.1, сдвинутой на "высокую".

Фиг.6 является схематическим видом сбоку скатного подшипника, расположенного между двумя искривленными скатами передачи по фиг.1.

Фиг.7 является схематическим видом сбоку скатного подшипника, расположенного между двумя искривленными скатами передачи по фиг.1.

Фиг.8 является схематическим видом сбоку скатного подшипника, расположенного между двумя искривленными скатами передачи по фиг.1.

Фиг.9 является видом в перспективе подузла регулятора мощности в передаче по фиг.1.

Фиг.10 является видом в разрезе и в перспективе подузла переключения в передаче по фиг.1.

Фиг.11 является видом в перспективе неподвижной опоры в передаче по фиг.1.

Фиг.12 является видом в перспективе винта и гайки в передаче по фиг.1.

Фиг.13 является схематическим видом в перспективе фермы в передаче по фиг.1.

Фиг.14 является частичным видом в разрезе и в перспективе центральных скатов передачи по фиг.1.

Фиг.15 является видом в перспективе наружных скатов в передаче по фиг.1

Фиг.16 является видом в перспективе рычажного подузла в передаче по фиг.1.

Фиг.17 является видом в перспективе подузла механизма расцепления в передаче по фиг.1.

Фиг.18 является видом в перспективе устройства смещения рукоятки в передаче по фиг.1

Фиг.19 является видом сбоку в разрезе альтернативного варианта выполнения передачи по фиг.1.

Фиг.20 является видом сбоку в разрезе еще одного альтернативного варианта выполнения передачи по фиг.1.

Фиг.21 является видом в перспективе передачи по фиг.20, изображающим натяжную связь.

Фиг.22 является видом в перспективе альтернативного механизма расцепления в передаче по фиг.1.

Фиг.23 является другим видом в перспективе альтернативного механизма расцепления в передаче по фиг.22.

Фиг.24 является видом подузла альтернативного варианта выполнения генераторов осевого усилия в передаче по фиг.20.

Фиг.25 является схематическим видом в поперечном сечении шлицев и канавок генераторов осевого усилия по фиг.24.

Фиг.26 является видом в перспективе альтернативного механизма расцепления в передаче по фиг.1.

Фиг.27 является видом в перспективе альтернативного механизма расцепления в передаче по фиг.26

Подробное описание предпочтительного варианта выполнения

Варианты выполнения изобретения теперь будут описаны со ссылками на приложенные чертежи, на которых одинаковые позиции везде означают одинаковые элементы. Представленная здесь терминология, используемая в описании, не должна рассматриваться каким-либо ограниченным или запрещающим образом просто потому, что она используется совместно с подробным описанием определенных конкретных вариантов выполнения изобретения. Более того варианты выполнения изобретения могут включать в себя несколько новых отличительных признаков, ни один из которых не является полностью ответственным за желаемые свойства, или которые необходимы для функционирования описанных здесь изобретений.

Описанные здесь коробки передач представляют собой тот тип, который использует шары регуляторов скорости с осями, наклоняющимися как описано в заявке на патент США №09/695757, поданной 24 октября 2000. Ведущий (входной) диск и ведомый (выходной) диск находятся в контакте с шарами регуляторов скорости. По мере того как шары наклоняются на своих осях, точка катящегося контакта на одном диске перемещается в направлении полюса или оси шара, где она соприкасается с шаром на круге уменьшающегося диаметра, а точка катящегося контакта на другом диске перемещается в направлении экватора шара, тем самым соприкасаясь с диском на круге увеличивающегося диаметра. Если ось шара наклоняется в противоположном направлении, диски соответственно находятся в противоположной ситуации. В этом случае отношение скорости вращения ведущего диска к скорости вращения ведомого диска или передаточное число может меняться внутри широкого диапазона простым наклоном осей шаров регуляторов скорости.

Что касается продольной оси вариантов выполнения передачи, то ведущий диск и ведомый диск могут быть расположены радиально наружу от шаров регуляторов скорости, с промежуточным обычно цилиндрическим опорным элементом, расположенным радиально внутрь от шаров регуляторов скорости, так что каждый шар соприкасается в трех точках с внутренним опорным элементом и внешними дисками. Ведущий диск, ведомый диск и опорный элемент могут вращаться вокруг одной и той же продольной оси. Ведущий диск и ведомый диск могут иметь форму простых дисков или могу быть вогнутыми, выпуклыми, цилиндрическими или любой другой формы в зависимости от конфигурации желаемого входа и выхода. Поверхности катящегося контакта дисков, где они сцепляются с шарами регуляторов скорости, могут быть плоскими, вогнутыми, выпуклыми или иметь другой профиль в зависимости от крутящего момента и требований эффективности применения.

На фиг.1 и 2 раскрыто выполнение бесступенчатой коробки 100 передач. Коробка 100 передач скрыта в гильзовом кожухе 40, который функционирует как выходной диск и желателен в различных применениях, включая те, в которых транспортное средство (такое как велосипед или мотоцикл) имеет коробку передач, заключенную внутри ведомого колеса. Гильзовый кожух 40 может в определенных вариантах выполнения быть закрыт гильзовым колпачком 67. В середине коробки 100 передач находится множество регуляторов 1 скорости, которые могут быть сферическими по форме и расположены по окружности более или менее симметрично относительно центральной линии или оси вращения коробки 100 передач. В иллюстрируемом варианте выполнения используются восемь регуляторов 1. Однако следует отметить, что может использоваться больше или меньше регуляторов 1 скорости в зависимости от использования коробки 100 передач. Например, передача может включать 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 или более регуляторов скорости. Наличие более 3, 4 или 5 регуляторов скорости может обеспечить определенные преимущества, включая, например, широкое распределение усилий, приложенных к отдельным регуляторам 1 скорости и к точкам их контакта с другими компонентами коробки 100 передач. Некоторые варианты выполнения в применениях с низким крутящим моментом, но высоким передаточным числом могут использовать немного регуляторов 1 скорости, но больших регуляторов 1 скорости, тогда как некоторые варианты выполнения в применениях с высоким крутящим моментом и высоким передаточным числом могут использовать много регуляторов 1 скорости и больших регуляторов 1 скорости. Другие выполнения в применениях с высоким крутящим моментом и низким передаточным числом могут использовать много регуляторов 1 скорости и небольших регуляторов 1 скорости. Наконец, некоторые варианты выполнения в применениях с низким крутящим моментом и низким передаточным числом могут использовать немного регуляторов 1 скорости и малых регуляторов 1 скорости.

Шпиндели 3 вводятся через отверстия, которые проходят через центр каждого из регуляторов 1 скорости, чтобы задать ось вращения для каждого из регуляторов 1 скорости. Шпиндели 3 в общем случае являются вытянутыми валами, вокруг которых вращаются регуляторы 1 скорости, и имеют два конца, которые выступают наружу из любого конца отверстия через регуляторы 1 скорости. Некоторые варианты выполнения будут иметь шпиндели 3 цилиндрической формы, хотя может быть использована любая форма. Регуляторы 1 скорости установлены так, чтобы свободно вращаться вокруг шпинделей 3. На фиг.1 оси вращения регуляторов 1 скорости показаны примерно в горизонтальном направлении (то есть параллельно основной оси коробки 100 передач).

Фиг.1, 4 и 5 могут быть использованы для описания того, как оси регуляторов 1 скорости могут наклоняться при работе, чтобы переключать коробку 100 передач. Фиг.4 показывает коробку 100 передач, переключенную на низкое передаточное число, или на низкую передачу, тогда как фиг.5 показывает коробку 100 передач, переключенную на высокое передаточное число или высокую передачу. На фиг.9 и 10 множество шпиндельных опор 2 прикреплены к шпинделям 3 около каждого из концов шпинделей 3, которые выступают из отверстий, проделанных в регуляторах 1 скорости, и выступают в радиальном направлении внутрь из этих точек прикрепления к оси коробки 100 передач. В одном варианте выполнения каждая из шпиндельных опор 2 имеет сквозное отверстие, которое принимает один конец одного из шпинделей 3. Шпиндели 3 предпочтительно выступают через шпиндельные опоры 2 за их пределы, так что они имеют открытый конец. В иллюстрируемых вариантах выполнения шпиндели 3 одновременно имеют шпиндельные валики 4, расположенные соосно и со скольжением поверх открытых концов шпинделей 3. Шпиндельные валики 4 в общем случае являются цилиндрическими колесиками, закрепленными по оси на шпинделях 3 снаружи и вне шпиндельных опор 2, и свободно вращаются вокруг шпинделей 3. На фиг.11 шпиндельные валики 4 и концы шпинделей 3 находятся в канавках 6, которые врезаны в пару неподвижных опор 5а и 5b.

На фиг.4, 5 и 11 неподвижные опоры 5а и 5b имеют в общем случае форму параллельных дисков, расположенных кольцеобразно вокруг оси коробки передач на каждой стороне регуляторов 1 скорости. Когда оси вращения регуляторов 1 скорости изменяются путем перемещения шпиндельных опор 2 в радиальном направлении от оси коробки 100 передач, чтобы отклонить шпиндели 3, каждый шпиндельный валик 4 входит в канавку 6 и следует по ней в одну из неподвижных опор 5 а и 5b. Любое радиальное усилие, не вращательное, но межосевое усилие, которое регуляторы 1 скорости могут приложить к шпинделям 3, поглощается шпинделями 3, шпиндельными валиками 4 и сторонами 81 канавок 6 в неподвижных опорах 5а и 5b. Неподвижные опоры 5 а и 5b установлены на паре разрезных валов 98, 99, расположенных вдоль оси коробки 100 передач. Разрезные валы 98, 99 в общем являются вытянутыми цилиндрами, которые задают значительную часть осевой длины коробки 100 передач и могут использоваться для соединения коробки 100 передач с объектами, которые ее используют. Каждый из разрезных валов 98, 99 имеет внутренний конец рядом с серединой коробки 100 передач и внешний конец, который выступает из внутренней оболочки коробки 100 передач. Разрезные валы 98, 99 предпочтительно полые, чтобы содержать внутри другие необязательные элементы, которые могут быть воплощены. Каждая из неподвижных опор 5а и 5b имеет отверстие 82, через которое разрезные валы 98, 99 вводятся и жестко закрепляются, чтобы предотвратить любое относительное движение между разрезными валами 98, 99 и неподвижными опорами 5а и 5b. Неподвижные опоры 5а и 5b предпочтительно жестко прикреплены к концам разрезных валов 98, 99 рядом с центром коробки 100 передач. Гайка 90 неподвижной опоры может быть навинчена на разрезной вал 99 и закреплена на неподвижной опоре 5b на соответствующей резьбе неподвижных опор 5а и 5b. Канавки 6 в неподвижных опорах 5а и 5b, упомянутые выше, выступают от внутренней окружности неподвижных опор 5а и 5b в радиальном направлении внутрь разрезных валов 98, 99. В большинстве вариантов выполнения стороны 81 канавок 6 практически параллельны, чтобы позволить шпиндельным валикам 4 кататься по сторонам 81 канавки вверх и вниз, когда коробка 100 передач переключается. Также в некоторых вариантах выполнения глубина канавок 6 практически постоянна на окружности 9 неподвижных опор 5а и 5b, но глубина канавок 6 становится мельче в точках 7 ближе к разрезным валам 98, 99, чтобы соответствовать дуге, описываемой концами шпинделей 3, когда они отклоняются, и для увеличения прочности неподвижных опор 5а и 5b. По мере того, как коробка 100 передач переключается к меньшему или большему передаточному числу путем изменения осей вращения регуляторов 1 скорости, каждая из пар шпиндельных валиков 4, расположенных на противоположных концах единого шпинделя 3, перемещается в противоположных направлениях вдоль своих соответствующих канавок 6.

На фиг.9 и 11 валики 30 неподвижной опоры могут быть прикреплены к шпиндельной опоре 2 шплинтами 31 валиков неподвижной опоры или любым другим способом. Валики 30 неподвижной опоры соосны и установлены со скольжением на шплинтах 31 валиков неподвижной опоры и закреплены стандартными крепежами, такими как, например, кольцевые зажимы. В некоторых вариантах выполнения один валик 30 неподвижной опоры расположен на каждой стороне шпинделя 2 с достаточным зазором, чтобы позволить валикам 30 неподвижной опоры вращаться в радиальном направлении на вогнутых поверхностях 84 неподвижных опор 5а и 5b, когда коробка 100 передач переключается. В некоторых вариантах выполнения вогнутые поверхности 84 являются концентрическими с центром регуляторов 1 скорости.

На фиг.2, 3 и 11 множество удлиненных распорок 8 распределены в радиальном направлении вокруг оси передачи и вытянуты в основном соосно ей. Удлиненные распорки 8 соединяют неподвижные опоры 5а друг с другом, чтобы увеличить прочность и жесткость внутренней структуры коробки 100 передач. Распорки 8 ориентированы в основном параллельно друг другу, и в некоторых вариантах выполнения каждая из них проходит из точки на одной неподвижной опоре 5а около внешней окружности в соответствующую точку на другой неподвижной опоре 5b. Распорки 8 также могут точно фиксировать расстояние между неподвижными опорами 5а и 5b, выравнивать канавки 6 неподвижных опор 5а и 5b, гарантировать параллельность неподвижных опор 5а и 5b и формировать соединение между разрезными валами 98, 99. В одном варианте выполнения распорки 8 впрессовываются через отверстия 46 распорок в неподвижных опорах 5а и 5b. Хотя показано восемь распорок 8, можно использовать как больше, так и меньше распорок 8. В некоторых вариантах выполнения распорки 8 расположены между двумя регуляторами 1 скорости.

На фиг.1, 3 и 13 неподвижная опора 5а в некоторых вариантах выполнения жестко прикрепляется к неподвижной опорной муфте 42, расположенной соосно вокруг разрезного вала 98, или же, наоборот, жестко прикрепляется к разрезному валу 98 или сделана его составной частью. Неподвижная муфта 42 выступает через стенку гильзового кожуха 40 и прикрепляется к ферме 15. В некоторых вариантах выполнения ферма 15 надевается соосно на неподвижную муфту 42 и жестко прикрепляется к неподвижной муфте 42. В некоторых вариантах выполнения ферма 15 использует рычаг 43 крутящего момента для поддержания неподвижного состояния неподвижной муфты 42. Рычаг 43 крутящего момента обеспечивает стабильность коробки 100 передач путем физического соединения неподвижной муфты 42 через ферму 15, а следовательно, и остальных неподвижных частей с закрепленным неподвижным элементом изделия, на которое должна устанавливаться коробка 100 передач. Гайка 44 крутящего момента навинчена на наружную часть неподвижной муфты 42, чтобы удерживать рычаг 43 крутящего момента в положении, в котором тот входит в зацепление с фермой 15. В некоторых вариантах выполнения ферма 15 нецилиндрическая, чтобы входить в зацепление с рычагом 43 крутящего момента положительным образом, тем самым предотвращая вращение неподвижной муфты 42.

Например, ферма 15 может иметь сечение в виде квадрата, равного по толщине рычагу 43 крутящего момента, со сторонами большими, чем неподвижная муфта, и с круглым отверстием в его центре, так что квадрат может надеваться на неподвижную муфту 42, к которой он затем может быть жестко прикреплен. Дополнительно рычаг 43 крутящего момента может иметь плечо толщиной, равной толщине фермы 15, и с первым концом около фермы 15 и вторым концом напротив первого. Рычаг 43 крутящего момента в некоторых вариантах выполнения также имеет отверстие в одном из своих концов, но отверстие имеет квадратную форму, и этот квадрат немного больше, чем ферма 15, так что рычаг 43 крутящего момента может скользить по ферме 15, что выражается во вращательном сцеплении фермы 15 и рычага 43 крутящего момента. Более того плечо рычага 43 крутящего момента ориентировано таким образом, что второй конец вытянут так, чтобы прикрепляться к ферме мотоцикла, автомобиля, трактора или другого приложения, на котором используется коробка 100 передач, тем самым противодействуя любому крутящему моменту, приложенному к коробке 100 передач через ферму 15 и неподвижную муфту 42. Подшипник 48 неподвижной опоры надет соосно вокруг неподвижной муфты 42 и соосно между внешним краем гильзового кожуха 40 и рычагом 43 крутящего момента. Подшипник 48 неподвижной опоры поддерживает гильзовый кожух 40, позволяя гильзовому кожуху 40 вращаться относительно неподвижной опорной муфты 42.

На фиг.1 и 10 в некоторых вариантах выполнения переключение запускается вручную путем вращения стержня 10, расположенного в полом разрезном валу 98. Червячный винт 11, наружная резьба в некоторых вариантах выполнения, прикреплен к концу стержня 10, находящегося в центре коробки 100 передач, тогда как другой конец стержня 10 выступает по оси наружу из коробки 100 передач и имеет наружную резьбу на своей внешней поверхности. В одном варианте выполнения червячный винт 11 ввинчен в соосную муфту 19 с внутренней резьбой, так что при вращении стержня 10 и червячного винта 11 муфта 19 перемещается по оси. Муфта 19 в общем случае имеет форму полого цилиндра, который надет соосно вокруг червячного винта 11 и стержня 10 и имеет два конца, один около неподвижной опоры 5а, а второй около неподвижной опоры 5b. Муфта 19 прикреплена каждым из концов к платформе 13, 14. Каждая из двух платформ 13, 14 в общем случае имеет форму кольца с внутренним диаметром, который достаточно велик, чтобы надеваться и прикрепляться к муфте 19, и сформирована так, чтобы иметь две стороны. Первая сторона в общем случае является прямой поверхностью, которая динамически соприкасается с опорным элементом 18 и поддерживает его в осевом направлении через два набора контактных подшипников 17а и 17b. Вторая сторона каждой платформы 13 имеет форму выпуклой поверхности. Каждая из платформ 13, 14 прикреплена к одному концу внешней поверхности муфты 19, чтобы сформировать кольцевой желоб по окружности муфты 19. Одна платформа 13 прикреплена к стороне, ближайшей к неподвижной опоре 5а, а другая платформа 14 прикреплена к стороне, ближайшей к неподвижной опоре 5b. Выпуклая поверхность платформ 13, 14 действует как кулачки, каждый из которых соприкасается со множеством смещающих колес 21 и толкает их. Для выполнения этой кулачковой функции платформы 13, 14 предпочтительно переходят в выпуклые искривленные поверхности 97 около их периметров (дальше всего от разрезных валов 98, 99), которые могут быть, а могут и не быть радиусами. Эта кривая 97 соприкасается со смещающими колесами 21, так что платформы 13 и 14 перемещаются в осевом направлении, смещающее колесо 21 передвигается по поверхности платформы 13, 14 в основном в радиальном направлении, прикладывая усилие к шпиндельной опоре 2 в радиальном направлении от разрезных валов 98, 99 или в радиальном направлении к ним, тем самым меняя угол шпинделя 3 и ось вращения связанного с ним регулятора 1 скорости. В некоторых вариантах выполнения смещающие колеса 21 попадают в пазы в шпиндельных опорах 2 на конце, ближайшем к центральной линии коробки 100 передач, и удерживаются на месте осями 22 колес.

Возвращаясь к фиг.1 и 10, опорный элемент 18 расположен в желобе, сформированном между платформами 13, 14 и муфтой 19, и таким образом перемещается в унисон с платформами 13, 14 и муфтой 19. В некоторых вариантах выполнения опорный элемент 18 в основном имеет один внешний диаметр и в основном цилиндрическую форму по центру своего внутреннего диаметра с обоймой подшипника на каждом краю своего внутреннего диаметра. В других вариантах выполнения внешний диаметр опорного элемента 18 может быть неодинаковым и может иметь любую форму, например наклонную или изогнутую. Опорный элемент 18 имеет две стороны, одна - около одной из неподвижных опор 5а, а другая - около другой неподвижной опоры 5b. Опорный элемент 18 перемещается на двух контактных подшипниках 17а и 17b, чтобы обеспечить катящийся контакт между опорным элементом 18 и муфтой 19. Контактные подшипники 17а, 17b расположены соосно вокруг муфты 19, где муфта 19 пересекает платформы 13, 14, позволяя опорному элементу 18 свободно вращаться вокруг оси коробки 100 передач. Муфта 19 поддерживается по оси червячным винтом 11 и стержнем 10, а следовательно, с помощью этой конфигурации муфта 19 способна скользить по оси, когда червячный винт перемещает ее. Когда коробка 100 передач переключается, муфта 19 перемещается по оси, и подшипники 17а и 17b, опорный элемент 18 и платформы 13, 14, которые прикреплены к муфте либо динамически либо неподвижно, перемещаются по оси соответствующим образом.

В некоторых вариантах выполнения стержень 10 закреплен на своем конце, противоположном червячному винту 11, к смещающей трубке 50 гайкой 51 стержня и выступом 52 стержня. Смещающая трубка 50 в общем случае имеет форму трубки с одним открытым концом и одним практически закрытым концом. Открытый конец смещающей трубки 50 имеет диаметр, подходящий для надевания на конец разрезного вала 98, который выступает по оси из центра коробки 100 передач. Практически закрытый конец смещающей трубки 50 имеет маленькое отверстие, так что конец стержня 10, противоположный червячному винту 11, может пройти через него, когда смещающая трубка 50 помещается на наружную часть разрезного вала 98. Практически закрытый конец смещающей трубки 50 может быть закреплен в месте на оси с помощью гайки 51 стержня, которая прикреплена снаружи смещающей трубки 50, и выступа 52 стержня, который в свою очередь закреплен внутри, соответственно практически закрытого конца смещающей трубки 50. Смещающая трубка 50 может в некоторых вариантах выполнения вращаться тросом 53, прикрепленным к внешней части смещающей трубки 50. Трос 53 в этих вариантах выполнения прикреплен к смещающей трубке 50 с помощью тросового зажима 54 и тросового винта 56, а затем обернут вокруг смещающей трубки 50, так что когда натяжение прикладывается к тросу 53, вокруг центра оси смещающей трубки 50 вырабатывается момент, заставляя ее вращаться. Вращение смещающей трубки 50 может быть альтернативно вызвано любым другим механизмом, таким как стержень, вращением вручную, сервоприводом или другим способом, предполагаемым для вращения стержня 10. В некоторых вариантах выполнения, когда трос 53 натянут так, что смещающая трубка 50 вращается против часовой стрелки на разрезном валу 98, червячный винт 11 вращается против часовой стрелки, вытягивая муфту 19, опорный элемент 18 и платформу 13, 14 по оси в направлении смещающей трубки 50 и переключая коробку 100 передач в направлении низкого передаточного числа. Червячная пружина 55, как показано на фиг.3, которая может быть конической спиральной пружиной, способной производить сжимающее усилие и натяжение, прикрепленная к концу червячного винта 11, расположена между неподвижной опорой 5b и платформой 14 и сопротивляется переключению коробки 100 передач. Червячная пружина 55 сконструирована, чтобы заставить смещающую трубку 50 вращаться так, чтобы переключать коробку 100 передач в направлении низкого передаточного числа в некоторых вариантах выполнения и в направлении высокого передаточного числа в других выполнениях.

На фиг.1, 10 и 11 осевое движение платформ 13, 14 определяет диапазон переключения коробки 100 передач. Осевое движение ограничено внутренними поверхностями 85 на неподвижных опорах 5а и 5b, которые соприкасаются с платформами 13, 14. При крайне высоком передаточном числе платформа 14 соприкасается с внутренней поверхностью 85 на одной из неподвижных опор 5а и 5b, а при крайне низком передаточном числе платформа 13 соприкасается с внутренней поверхностью 85 на другой из неподвижных опор 5а и 5b. Во многих вариантах выполнения кривизна выпуклых радиусов платформ 13, 14 функционально зависит от расстояния от центра регулятора 1 скорости до центра колеса 21, радиуса колеса 21, расстояния между двумя колесами 21, которые в работе прикреплены к каждому регулятору 1 скорости, и угла наклона оси регулятора 1 скорости.

Хотя описан червячный винт 11 с левой резьбой, могут быть использованы червячный винт 11 с правой резьбой, соответствующая обернутая в правую сторону смещающая трубка 50 и любое другое сочетание элементов, только что описанных, которые могут быть использованы для поддержания поперечного перемещения опорного элемента 18 и платформ 13 и 14. Дополнительно смещающая трубка 50 может иметь внутреннюю резьбу, которая входит в зацепление с внешней резьбой на наружной части разрезного вала 98. Путем добавления этого винтового зацепления смещающая трубка 50 будет перемещаться по оси, когда она вращается вокруг разрезного вала 98, заставляя стержень 10 также перемещаться по оси. Это может быть использовано для усиления осевого движения муфти 19 червячным винтом 11 так, чтобы усилить воздействие вращения червячного винта для ускоренного переключения передаточного числа, или альтернативно для уменьшения воздействия вращения червячного винта так, чтобы замедлить процесс переключения и обеспечить более точные регулировки скорости коробки 100 передач.

На фиг.10 и 18 переключение вручную может выполняться путем использования вращающей рукоятки 132, которая может быть соосно расположена поверх неподвижной трубы, руля 130 или другого структурного элемента. В некоторых вариантах выполнения конец троса 53 прикреплен к тросовому упору 133, который прикреплен к вращающей рукоятке 132. В некоторых вариантах выполнения внутренние усилия коробки 100 передач и конической пружины 55 имеют тенденцию вызывать переключение передачи в направлении более низкого передаточного числа. Когда пользователь вращает вращающую рукоятку 132, трос 53, который может быть обернут по канавке вокруг вращающей рукоятки 132, раскручивается или закручивается в зависимости от направления вращения троса 53, одновременного вращения смещающей трубки 50 и переключения коробки 100 передач в направлении более высокого передаточного числа. Набор храповых зубьев 134 может быть расположен по окружности на одной или двух сторонах вращающей рукоятки 132, чтобы войти в зацепление с сопряженным набором храповых зубьев на первой стороне храповой трубки 135, тем самым предотвращая вращение вращающей рукоятки 132 в противоположном направлении. Трубный зажим 136, который может стучать по регулируемому винту, допуская переменное прижимное усилие, прикрепляет храповую трубку 135 к рукоятке 130. При переключении в противоположном направлении вращающая рукоятка 132 принудительно вращается в противоположном направлении к более низкому передаточному числу, заставляя трубный зажим 136 вращаться в унисон с вращающей рукояткой 132. Рулевая трубка 137, расположенная рядом с храповой трубкой 135 на стороне, противоположной храповым зубьям 134, жестко прижимается к рукоятке 130 трубным зажимом 138, тем самым предотвращая выход храповой трубки 135 из зацепления с храповыми зубьями 134. Невращающая рукоятка 131 прикреплена к рулю 130 и расположена рядом с вращающей рукояткой 132, предотвращая осевое перемещение вращающей рукоятки 132 и предотвращая выход храповых зубьев 134 из зацепления с храповой трубкой 135.

В вариантах выполнения, показанных на фиг.1, 9 и 11, один или более валиков 30 неподвижной опоры могут быть прикреплены к каждой шпиндельной опоре 2 шплинтом 31 валика, который вводится через отверстие в каждой шпиндельной опоре 2. Шплинты 31 валиков имеют должный размер и конструкцию, чтобы позволить валикам 30 неподвижной опоры свободно вращаться на каждом шплинте 31 валика. Валики 30 неподвижной опоры вращаются по вогнутым изогнутым поверхностям 84 на сторонах неподвижных опор 5а и 5b, которые повернуты к регуляторам скорости 1. Валики 30 неподвижной опоры обеспечивают осевую опору, чтобы предотвратить осевое перемещение шпиндельных опор 2, а также гарантировать, чтобы шпиндели 3 легко наклонялись, когда коробка 100 передач переключается.

На фиг.1, 12, 14 и 17 снабженный тремя ступеньками ведущий диск 34, расположенный рядом с неподвижной опорой 5b, частично охватывает, но в основном не соприкасается с неподвижной опорой 5b. Ведущий диск 34 может иметь две или более ступенек либо может быть цельным диском. Ступеньки уменьшают вес и помогают при сборке коробки 100 передач в вариантах выполнения, использующих ее, однако может быть использован и цельный диск. Ведущий диск 34 имеет две стороны: первую сторону, которая соприкасается с регуляторами 1 скорости, и вторую сторону, которая обращена в напра