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

F_t ≤ F,

где F_t – окружная сила; F – сила трения между катками.

Для передачи с цилиндрическими катками:

F = F_n· f, где f – коэффициент трения; F_n – сила прижатия.

Нарушения условия F_t ≤ 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

ξ = 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 F_n 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.