 |
Основные типы фрикционных передач и вариаторов
|
|
|
|
Во фрикционной передаче с гладкими цилиндрическими катками
; 
где 
0,01... 0,03 — коэффициент скольжения; 
— запас сцепления; 
1,25...1,5 для силовых передач; 3 для передач приборов.
Формула позволяет отметить большое значение силы прижатия катков фрикционной передачи. Например, принимая 
=0,1 и = 1,5, получаем 
= 1,5 
тогда как в зубчатых передачах нагрузка в зацеплении примерно равна .
|
Для передачи движения между валами с пересекающимися осями используют коническую фрикционную передачу Угол между осями валов может быть разным, чаще всего он равен 90°. Без учета проскальзывания передаточное отношение 
Учитывая, что
, 
для конической передачи получаем
при 
=90о
Необходимые величины сил прижатия 
и 
определяют из уравнений
; 
Из формул следует, что с увеличением передаточного отношения уменьшается и увеличивается . Поэтому в понижающих конических передачах прижимное устройство целесообразно устанавливать на ведущем валу.
Лобовой вариатор. Максимальное и минимальное значения передаточного отношения
Диапазон регулирования
Диапазон регулирования является одной из основных характеристик любого варианта.
Теоретически для лобового вариатора можно получить 
=0, а 
. Практически диапазон регулирования ограничивают значениями 
=3. Это объясняется тем, что при малых 
значительно возрастает скольжение и износ, а КПД понижается.
В отношении КПД и износостойкости лобовые вариаторы уступают другим конструкциям. Однако простота и возможность реверсирования обеспечивают лобовым вариаторам достаточно широкое применение в маломощных передачах приборов и других подобных устройствах. Для повышения диапазона регулирования применяют двухдисковые лобовые вариаторы с промежуточным роликом. В этих вариаторах получают =0 = 8...10.
|
|
|
Вариатор с раздвижными конусами. Передающим элементом служит клиновой ремень или специальная цепь. Винтовой механизм управления раздвигает одну и сдвигает другую пару конусов одновременно на одну и ту же величину. При этом ремень перемещается на другие рабочие диаметры без изменения своей длины.
Кинематические зависимости:
; 
Силовой расчет выполняют по теории ременных передач. Максимальную (расчетную) нагрузку ремня определяют в положении, соответствующем 
.
Возможный по условиям конструкции диапазон регулирования зависит от ширины ремня.
|
Торовый вариатор. В этом варианте на ведущем и ведомом валах закреплены чашки 1и 2,выполненные по форме кругового тора. Между чашками зажаты ролики 3. Изменения передаточного отношения достигают поворотом роликов вокруг осей О. Оси роликов закреплены в специальной рамке так, что они всегда располагаются симметрично относительно оси чашек. Ошибки в расположении осей вызывают неравномерную нагрузку роликов, дополнительное скольжение и износ, снижают КПД. Условием минимума скольжения является, кроме того, минимальное отклонение вершин начальных конусов роликов от оси чашек.
|
Работу чашек с роликом можно рассматривать условно как обкатывание трех начальных конусов. При этом вершины конусов чашек (точки б и в) располагаются по оси валов, а вершина конуса ролика (точка а)занимает некоторое положение на дуге ее в зависимости от текущего значения передаточного отношения 
. Работа без скольжения возможна только в том случае, если вершины всех конусов сходятся в одной точке. Чем больше расхождение вершин, тем больше скольжение.
У торовых вариаторов скольжение удается свести к минимуму при соответствующих соотношениях геометрических параметров. В этом заключается основное преимущество торового вариатора.
|
|
|
Недостатками его являются сложность конструкции, высокие требования к точности изготовления и монтажа.
Дисковые вариаторы. В этих вариаторах момент передается за счет трения между набором ведущих и ведомых дисков. Изменения передаточного отношения достигают перемещением ведущего вала 1 относительно ведомого вала 2 в направлениях, указанных стрелками. При этом изменяются межосевое расстояние 
и рабочий диаметр . Передаточное отношение
=var
В выполненных конструкциях вариатор сочетают обычно с зубчатой передачей, а вал 1 является промежуточным.
Основной идеей конструкции дискового вариатора является увеличение числа точек контакта между фрикционными элементами. Это позволяет значительно снизить контактные давления, а вместе с этим и износ дисков. Значительно снижается также и сила прижатия/ Прижатие осуществляютпружиной или шариковым нажимным устройством. Диски изготовляют из стали и закаливают до высокой твердости (50...60 НRС). Вариатор работает в масле. Обильная смазка значительно уменьшает износ и делает работу вариатора устойчивой, независимой от случайных факторов, влияющих на трение. Снижение коэффициента трения при смазке в этих вариаторах компенсируют увеличением числа контактов. Для уменьшения скольжения (потерь) дискам придают коническую форму (конусность 1o30'...3°00'). При этом получают точечный первоначальный контакт, переходящий в небольшое пятно под действием нагрузки.
Тонкие стальные диски позволяют получить компактную конструкцию при значительной мощности.
Выполняют вариаторы мощностью до 40 кВт с диапазоном регулирования до 4,5 при КПД 0,8...0,9.
Кроме схемы с наружным контактом разработаны схемы с внутренним контактом дисков. В этих конструкциях ведущие диски имеют кольцевую форму и охватывают ведомые. Внутренний контакт позволяет дополнительно снизить потери на скольжение, а также выполнить конструкцию с «прямой передачей» ( =1), что особенно важно для применения вариаторов на автомобилях.
|
|
|
Принципиальные схемы вариаторов других типов изображены на рис.: а — конусный с передвигающимся ремнем; б — лобовой двухдисковый; в — конусный; г — шаровой простой; д — шаровой сдвоенный. Такие вариаторы выполняют для малых мощностей и применяют преимущественно в кинематических цепях приборов.
|
|
|
|
|
|
