10.4. Передачи с постоянным передаточнымотношение м
При прижатии рабочих тел постоянной силой контактные напряжения практически не изменяются с изменением режима
нагружения. Приэтом выражение(10.3) |
упрощается: |
||
|
|
NHE 60t nnз , |
|
гдеn— |
частота вращениярабочеготела, |
мин–1. |
|
|
Основные |
параметры рассчитывают в соответствии с кон- |
|
структивными |
особенностями фрикционной передачи из условия |
||
H [ ]H .
10.4.Передачи с постоянным передаточным отношением
Широко применяют передачи колесо–рельс (в железнодорожном транспорте) и колесо — дорожное полотно (в автодорожном транспорте).
В настоящее время перспективны фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением и разгруженными опорами по схеме планетарных механизмов (рис. 10.4) [20]. Здесь вращающий момент передается от центрального ролика 1 к детали (корпусу) 2 через промежуточные ролики 3. Ролики 3 и 1 сжимаются силами со стороны звена 2. Водило h вращается вместе с роликами 3, имеющими свободу перемещения в радиальном направлении.
Рис. 10.4. Фрикционная планетарная передача
201
Глава 10. Фрикционныепе редачи вариаторы
10.5. Передачи с переменным передаточным отношением
Фрикционные передачи с плавным изменением передаточного отношения (вариаторы) по кинематике удобно подразделить на простые передачи (см. рис. 10.2) и сдвоен-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные передачи с промежуточными рабо- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чими телами (рис. 10.5 и 10.8), а по фор- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ме промежуточных рабочих тел, радиу- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сы которых в процессе работы изменя- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ются, — на дисковые (рис. 10.7), конус- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные, шаровые и торовые (рис. 10.8). |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По разветвлению потока мощно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стей передачи подразделяют на одно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поточные (см. рис. 10.2 и 10.5) и мно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гопоточные (на рис. 10.8 — двухпо- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точная). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Важнейшей кинематической харак- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
теристикой вариаторов является диапа- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зон |
регулирования |
скоростей |
D |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n2max n2min Rmax Rmin , |
где |
n2 max, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n2 min |
— максимальная и минимальная |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
частота |
вращения |
на |
выходе |
(см. |
|
Рис. 10.5.Пе редача с раз- |
рис. 10.2) . |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
движнымиконусными шки- |
Как правило, вариатор выполняют с |
|||||||||||||||||||||||||||||||
вами и промежуточным ра- |
двойным |
диапазоном |
регулирования |
|||||||||||||||||||||||||||||
бочимтелом |
частоты вращения (см. рис. 10.5 и10.8), |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в которых радиус изменяется от мини- |
|||||
мальногодо максимального. При этомдиапазон регулированияопре - деляютпо формуле
|
|
n2 max |
d2 max 2 |
||
|
D |
|
|
|
. |
|
n2min |
|
|||
|
|
d2min |
|
||
Наибольший диапазон регулирования частоты вращения про- |
|||||
стого вариатора равен3…4, |
сдвоенного— 12. |
При больших диа- |
|||
пазонахрегулирования |
значительно понижаетсяКПД. |
||||
Лобовые вариаторы (см. рис. 10.2). Вследствие значительного геометрического скольжения на площадке касания и наличия одностороннего регулирования они уступают вариаторам других
202
10.5. Передачи с переменнымперед аточнымотношен ием
Рис. 10.6. Виды (сечения) промежуточных рабочих тел в передачах с раздвижконусшкиваными
конструкций по диапазону регулирования, КПД и износостойкости. Однако благодаря перпендикулярности осей ведущего и ведомого валов и возможности реверсирования этих передач кинематическая схема машин упрощается. Эти вариаторы находят
ограниченное применение.
Вариаторы с раздвижными конусными шкивами и кольцевым промежуточным телом (см. рис. 10.5). Регулирование скорости достигается изменением радиусов (d1 / 2 и d2 / 2) контакта с промежуточным телом 3 конусных дисков 1 и 2 путем их раздвижения и сближениядвумя рычагами 4 срезьбовыми парами 5.
В качестве промежуточных рабочих тел применяют широкие
клиновые ремни |
(рис. 10.6, а), нормальные |
клиновые ремни, |
стальныекольцарис( |
. 10.6, б), специальныецепи( |
рис. 10.6, в). |
Основное применение среди всех механических вариаторов имеют клиноременные с широким клиновым ремнем. Они просты в изготовлении, надежны в работе. Их используют для значительных диапазонов регулирования — от 4 до 9. Мощность вариатора достигает 40 кВт.
Цепные вариаторы. Имеют по две пары раздвижных конусных дисков с прямыми радиальными зубьями на поверхности конусов и сложную по конструкции цепь с пакетами подвижных пластинок (см . рис. 10.6, в), образующих зубья при набегании на диски. Зубья на парных конусныхдиска хсмещены на полшагапо окружности .
203
Глава 10. Фрикционныепе редачи вариаторы
Рис. 10.7. Дисковый вариатор Рис. 10. 8. Торовый вариатор
Регулирование скорости вращения осуществляется сближением пары дисков на одном валу и их синхронным раздвижением на
другом валу. При этом зубья цепи формируются выдвижением
пластинок.
Многодисковые вариаторы. Основаны на регулировании скорости сближением и раздвижением осей конических дисков 1 и 2 (см. рис. 10.7). Их изготовляют многопоточными для передачи больших мощностей. Угол конусности дисков 4…5 . Число дисков в пакете в зависимости от мощности составляет 10–15. Вариаторы
хорошоработают дажепри малыхчастотахвращения.
Торовые вариаторы (см. рис. 10.8). Имеют на входном и выходном валах торовые чашки 1 и 2, между которыми вращаются два или три ролика 3. Рабочий профиль чашек очерчен дугами окружности с общим центром кривизны О. Частота вращения регулируетсяизменени емугланаклонаосейвращен ияроликов 3.
Вращающий момент от входного вала к ведущей чашке и от ведомой чашки к выходному валу передается через независимые нажимные устройства, что обеспечивает« самозатягивание» передачи.
Преимущественно применяемые материалы тел качения —
сталь по текстолиту( |
из текстолита изготовляют обод ролика 3). |
||
Вариатор имеет начальное касаниепо |
линии и работает без смазы- |
||
вания. |
Диапазонрегулирования вариатора 4…6. |
||
204
10.6. Схемы расчетов вариаторов и основные направленияих развития
10.6. Схемы расчетов вариаторов иосновные направления развития их конструкций
Многообразие конструкций и ограниченное применение вариаторовне позволяетсистематизировать ме тодыих расчетов.
Кинематический расчет формируется из приведенных выше элементарных кинематическихзависимостей .
Расчетклиноременных вариаторов можно строить по аналогии с клиноременнымипере дачами.
Расчет на прочность вариаторов с контактирующимителами качения ведутпо формулам Герца.
Опаснымиэлементами в вариаторах обычноявляются промежуточные или рабочие тела, которые функционируют на всех скоростяхвращения .
Расчеты на прочность вариаторов наиболее близки к расчету на контактную прочность зубчатых передач, включая переменность режиманаг ружения.
При проектировании вариаторов или проверке правильности назначаемых размеров и других их параметров целесообразно максимально использовать накопленный опыт: табличные данные из каталогов, данныеэ ксплуатации поодному типоразмеру вариатора с последующимиспользованием методов подобия.
Основныетенденции совершенст вования конструкций и расчета вариаторов: выполнение вариаторов с самозатягиванием (силы прижатия тел качения возрастают пропорционально передаваемому моменту), применение специальных высокотяговых масел, многопоточности в передачиэне ргии.