Существуют вариаторы лобовые, конусные, торовые, дисковые и др. Рассмотрим некоторые из них.

Лобовые вариаторы (см. рис.10). Наиболее просты, но из-за значительной величины геометрического скольжения уступают вариаторам других конструкций по КПД и износостойкости. Диапазон регулирования Д=D₂/d₂<3. Это объясняется тем, что при, малых d₂значительно возрастают скольжение, износ и падает КПД. Лобовые вариаторы нашли применение в маломощных передачах приборов.

   Ведущий каток лобового вариатора 1 радиуса R₁, ус танавливается на валу на скользящей шпонке и может перемещаться вдоль оси. Ведомый каток 2 радиуса R₂закреплен на валу неподвижно. За счет нажимного устройства создается сила тре­ния,   необходимая для  работы вариатора. Бесступенчатое изменение угловой скоро сти в этом вариаторе достигается переме щением вдоль вала ведущего катка 1; при этом  ;  . Отсюда переда точное число

          ,                                                    (33)

здесь не учитывается проскальзывание кат ков, поэтому равенство приближенное.



Рис.10. Лобовой вариатор:   1 — ведущий каток; 2 — ведомый каток

 

Лобовой вариатор позволяет изменять направление и частоту вращения ведомого вата, останавливать его на ходу без выключения привода.

       Торовые вариаторы (см. рис.11). На концы валов насажены две торовые чашки 1 и 2, выполненные по форме круглого тора. Вращение от ведущей чашки к ведомой передается промежуточными дисками 3, свободно вращающимися на осях 4. Угловая скорость ведомой чашки изменяется при одновременном повороте осей 4 вокруг шарнира 5.

При этом изменяются радиусы R₁ и R₂чашек 1 и 2, т. е.  ;  . Отсюда

         .

         Для торовых вариаторов диапазон регулирования

        .                                                           (34)

         Такая схема вариатора характеризуется малым геометрическим скольжением, что является основным преимуществом торового вариатора, позволяющим повысить КПД до 0,95. Для прижатия тел качения применяют обычно шариковое нажимное устройство, при котором чашка 

---

1 связана с валом при помощи двух или трех шариков, помещенных в гнездах клиновидной формы. Если вал привести во вращение, то он сместится по отношению к чашке на некоторый угол, выжмет шарики, создаст необходимую силу нажатия. Такое устройство обеспечивает величину силы нажатия в соответствии с изменением нагрузки. В СНГ торовые вариаторы нормализованы для мощностей от 1,5 до 20 кВт при Д от 6,25 до 3. Материал тел качения — закаленная сталь по закаленной стали в масле или сталь по текстолиту без смазки.

 

 



Рис.11. Торовый вариатор:   1 — ведущая торовая чашка;

2 — ведо мая торовая чашка; 3 — диск; 4 — оси дисков; 5 — шарниры осей

 

                 

---

Пример 2. Определить максимальную и минимальную частоты вращения вала ведомого катка, а также силу прижатия катков к роликам торового вариатора, работающего в масляной ванне. Диапазон регулирования Д = 4. Минимальный радиус катка R_1 min = 45 мм, число роликов z = 2. Ведущий вал вариатора передает мощность Р₁ = 0,8 кВт при частоте вращения n₁ = 927 мин^-1. Материал катков — сталь, закаливания до твердости Н=61HRC_э

                Решение. 1. Из формулы (32) следует

                                       

                Максимальная и минимальная частота вращения ведомого вала катка:

                n_2max=n₁u_max=927·2=1854 мин^-1;

                n_2min=n₁u_min= 927·0,5=463 мин^-1

               2. Вращающий момент на ведущем катке

               T₁= 9550P₁/n₁=9550 ·0,8/927 = 8,24 Н·м.

                3. Окружная сила на ведущем катке

                F_t=10³T₁/(zR_1min)=10³ ·8.24/(2 ·45)=92 H.

                4. Принимаем: К =1,5; для закрытой передачи f=0,05.

                5. Сила прижатия катков к роликам

               F_r=KF_t/f=1,5·92/0.05 = 2760 Н.

Вариатор с коническими катками (см. рис.12). На ведущем и ведомом валу установлены катки 1 и 2 с рабочими поверхностями конической формы. Вращение от ведущего катка 7 к ведомому 2 передается промежуточным диском 3цилиндрической формы, свободно вращающимся на оси 4. Пружина 5 обеспечивает необходимую силу нажатия для нормальной работы вариатора. При перемещении промежуточного диска 3 вдоль оси 4 радиусы R₁ и R₂ведущего 7 и ведомого 2катков изменяются. В данной конструкции вариатора  ;  . Отсюда

          .

 

---

Рис.12. Конусный вариатор: 1 — ведущий каток: 2 — ведомый каток:

3 — промежуточный диск: 4 — ось диска; 5 — пружина

 

Диапазон регулирования для вариаторов с коническими катками

       .

 


              

Рекомендации по конструированию фрикционных передач
1.    Ведущий каток изготавливают из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при буксовании на рабочей поверхности ведомого катка не образовались задиры.

2.    Ширину обода b₁малого катка выполняют на 5 – 10 мм больше расчетной величины b₂с целью компенсации возможного осевого смещения катков из-за неточности сборки. Предельный размер b₂ ≤ D_min, так как трудно обеспечить равномерное прилегание катков на большой ширине обода.

3.    Прижимное устройство катков может создавать постоянную силу с помощью пружины, силы тяжести конструкции и др.

4.    Для уменьшения буксования при пуске в цилиндрических фрикционных передачах нажимным выполняют ведомый каток.

В многоступенчатых приводах фрикционную передачу целесообразно применять на быстроходных ступенях.

 

Вопросы для самопроверки
- За счёт каких сил передают движение фрикционные передачи ?

- Каковы достоинства и недостатки фрикционных передач ?

- Каковы основные виды поломок фрикционных передач ?

- Какие материалы применяются для фрикционных передач ?

- Кратко опишите работу катков фрикционной передачи при буксовании.

- Какие устройства называют вариаторами? Их назначение.

- Как классифицируют фрикционные передачи? Перечислите основные виды передач.

- Каковы достоинства и недостатки фрикционных передач?

- Какие материалы применяют для изготовления рабочих поверхностей фрикционных катков? Какими свойствами должны обладать эти материалы?

- Как обеспечивают прижатие катков фрикционных передач?

- Почему во фрикционных передачах непостоянное передаточное число?

- Как протекает процесс усталостного выкрашивания рабочих поверхностей катков закрытой передачи?

- Что такое заедание рабочих поверхностей катков? Как можно предупредить его?

- Что такое диапазон регулирования вариаторов и как его определяют?

---

- По перечисленным признакам классификации дайте характеристику передаче, изображенной на рисунке.



 

- Укажите основные достоинства и недостатки фрикционной передачи, работающей в режиме пробуксовки катков.

- Можно ли рекомендовать фрикционную передачу для точных делитель ных механизмов? Чем объяснить ухудшение качества звучания проигрывате ля (звук «плывет») при нормальной работе всех его электронных блоков.

- Почему ведомый каток рекомендуют изготовлять из более износостойкого материала?

- Чем обусловлено скольжение в закрытой фрикционной передаче! Дайте определение передаточного числа  . Запишите формулу передаточного числа при условии известных частот вращения ведущего и ведомого валов   и  .

- Чем объяснить, что КПД в закрытых передачах больше, чем в от крытых?

- Объясните процесс усталостного  выкрашивания рабочих поверхностей катков закрытых передач.

- Выведите формулу для определения диаметра ведомого катка.

- Опишите кратко устройство конической фрикционной передачи. Какой каток делается прижимным в конической фрикционной передаче?

- Зависит ли сила нажатия катков от коэффициента трения? Если да, то как? От каких геометрических параметров передачи зависит эта сила?

- Что является основной кинематической характеристикой вариатора? Дайте определение.

- Увеличится или уменьшится передаточ ное отношение вариатора (см. рисунок), если малый каток перемещать к центру большого? 

 

- В какое положение необходимо поставить промежуточный диск 3, чтобы передаточное число и было равно единице (см. рисунок)? Правильно ли пока зано направление вращения ведомого катка у торового вариатора. Как классифицировать рассматриваемый вариатор по взаимному расположению осей валов.



 

- Дайте определение условию работоспособности фрикционной передачи.

- Как классифицировать вариатор с коническими катками по взаимному расположению осей валов?

- Влияет ли размер диаметра промежуточного диска 3 на передаточное число (см. рисунок)?

---

Смотрите также файлы

• Геологопоисковые работы на территории Коми асср.pptx

• Геймификация обучения образовательный.pptx

• Конспект для проведения занятия со слушателями Учебного пункта в группе профессиональной подготовки пожарный по дисциплине Экстренная психологическая помощь пострадавшим в чс.doc

• Методические указания к лабораторным работам д ля студентов направления 230700 Прикладная информатика.doc

• Направление подготовки 09. 03.docx