Вариатор с раздвижными концами.
Лекция № 11
Фрикционные передачи.
Работа основана на использовании сил трения, т.е. движение от ведущего тела передается ведомому при помощи сил трения.
При этом должно соблюдаться условие
Ft F,
где Ft – окружная сила; F – сила трения между катками.
Для передачи с цилиндрическими катками:
F = Fn· f , где f – коэффициент трения; Fn – сила прижатия.
Нарушения условия Ft F приводит к буксованию и быстрому износу катков.
Достоинства фрикционных передач:
1. простота изготовления тел качения;
2. равномерность вращения;
3. возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения (вариаторы)
Недостатки:
1. значительные нагрузки на валы и подшипники;
2. необходимость использования специальных прижимных устройств для прижатия одного тела к другому;
3. неравномерный износ тел качения;
4. непостоянство передаточного.
Фрикционные передачи и вариаторы передают мощность до 20 кВт. Фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением используются сравнительно редко (приборы или устройства, где требуется плавность хода, бесшумность работы).
Все фрикционные передачи можно разделить на две группы: передачи регулируемые, т.е. с постоянным передаточным отношением, передачи, регулируемые или вариаторы, позволяющие изменять передаточное отношение плавно и непрерывно.
Фрикционные вариаторы применяют как в кинематических, так и в силовых передач в тех случаях, когда необходимо бесступенчатое регулирование скорости.
Каждая указанных групп охватывает большое количество передач различающихся по конструкции и назначению.
Фрикционные передачи неприменимы в конструкциях, от которых требуется жесткая кинематическая связь, не допускающая проскальзывания или накопления ошибок взаимного расположения валов.
Способы прижатия катков: два способа прижатия катков
1. с постоянной силой
2. с переменной силой, которая изменяется с изменением нагрузки. Необходимо использование специальных устройств нажимных устройств.
Основные типы фрикционных передач и вариаторов.
Во фрикционной передаче цилиндрическими роликами
= 0,01 – 0,03 коэффициент скольжения
k – запас сцепления: k 1,2 ÷ 1,5 – для силовых передач; k 3 – для передач приборов; f – коэффициент трения: сталь по стали в масле f = 0,04 ÷ 0,05; сталь по стали или чугуну без смазки f 0,15 ÷ 0,2.
Для передачи движения между валами с пересекающимися осями используют коническую фрикционную передачу.
Без учета проскальзывания
при
Лобовый вариатор.
А – ведущий ролик; В – ведомый ролик. Ведущий ролик перемещается по диску в направлениях, указанных стрелками. При этом передаточное отношение плавно изменяется в соответствии с изменением диаметра d2 диска Б. Если перевести ролик на левую сторону, то можно получить изменение направление вращение ведомого вала – свойство реверсивности.
Диапазон регулирования .
Диапазон регулирования является одной из основных характеристик любого вариатора. В отношении КПД и износостойкости лобовый вариатор уступает другим, однако простота устройства и реверсивность обеспечивают широкое использование в приборах и других подобных конструкциях.
Вариатор с раздвижными концами.
Передающим элементом служит клиновой ремень или специальная цепь. Винтовой механизм раздвигает одну пару концов и сдвигает другую одновременно. При этом ремень перемещается на другие рабочие диаметры без изменения длины. Кинематические зависимости:
Торцовый вариатор.
На ведущем и ведомом валах закреплены чашки 1 и 2, выполненные по форме кругового тора. Между чашками зажаты рамки 3. Изменение передаточного отношения достигается путём поворота роликов 3 вокруг осей 0. Оси роликов всегда расположены симметрично относительно оси чашек. У торовых вариаторов скольжения удаётся свести к минимуму.
Недостаток: высокая точность изготовления, сложность конструкции.
Необходимую осевую силу Fn определяют из условия равновесия чашки:
где где
m – число роликов (обычно m = 2).
Дисковые вариаторы.
В данных вариаторах момент передается за счёт силы трения между набором ведущих и ведомых дисков. Изменение передаточного отношения достигается перемещением ведущего вала 1 относительно ведомого 2 в направлениях, указанных стрелками. При этом изменяется межосевое расстояние.
Основная идея – увеличение точек контакта между фрикционными элементами. Это приводит к снижению контактных давлений, а, следовательно, износ дисков. Прижатие осуществляется пружиной. Диски изготавливаются из стали и закаляют до (40 ÷ 60 HRC). Вариатор работает в масле, что значительно уменьшает износ. Передаёт мощность до 40 кВт с диапазоном регулирования до 4,5.