в книге изложены вопросы теории, расчета в конструирования механических вариаторов скоро-стн с принудительным и автоматическим регулированием скорости, даны технические характеристики и указаны области применения наиболее распространенных конструкций вариаторов.

Книга предназначена для студентов, изучаю щих курс «Детали машин» и выполняющих курсовые проекты по дисциплинам из области машиностроения, а также для конструкторов и технических работников заводов и фабрик различных отраслей промышленности.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Семилетним планом предусматривается дальнейшее мощное развитие производительных сил нашей страны, переход народного хозяйства на более высокий технический уровень с применением высокопроизводительных машин и механизмов и внедрением механизации и автоматизации в производство.

В области механизации и автоматизации производственных процессов большое значение имеет применение простых и надежных вариаторов скорости, особенно в тех случая}, когда необходимо увеличить производительность машины за-счет изменения скорости.

Сведения о бесступенчатом регулировании скорости содержатся в отдельных статьях, заметках и кратких аннотациях, что затрудняет их использование. С целью восполнения существующего пробела автором настоящей работы собран, систематизирован и обобщен материал о бесступенчатом регулировании скорости. В работе использованы материалы ЦНИИТМАШ, ЭНИМС, заводских и фабричных конструкторских бюро, а также результаты исследований автора.

Настоящая книга не претендует на исчерпывающую полноту материала по вопросу механического бесступенчатого регулирования.

Замечания и пожелания просим направлять по адресу: Киев, Пушкинская, 28, Гостехиздат, УССР.

ВВЕДЕНИЕ

Вариаторами скорости называются устройства, у которых при постоянном числе оборотов ведущего вала число оборотов ведомого вала может непрерывно, бзсцш£ней, изменяться в пределах определенного диапазона.

Существуют электрические, механические, гидравлические и электромагнитные вариаторы скорости.

В работе рассматриваются только механические вариаторы скорости, получившие широкое распространение. Они применяются в бумажной, пищевой, легкой, текстильной, стекольной и других отраслях промышленности.

Не подлежит сомнению, что широкое использование вариаторов скорости в различных отраслях техники может дать значительный экономический эффект. Как известно, производительность многих механизмов может быть значительно увеличена за счет изменения скорости рабочей машины. Поэтому проблема бесступенчатого регулирования посредством вариаторов скорости весьма актуальна.

В дореволюционной России применение вариаторов было ограничено. Наиболее распространенными, особенно в текстильной промышленности, были вариаторы лобовой и с коническими барабанами. В тот период не проводились ни теоретические, ни экспериментальные исследования по передачам с бесступенчатым регулированием скорости.

После Великой Октябрьской социалистической революции высокие -емпы развития машиностроения как основы нового мощного технического прогресса во всех отраслях промышленности и народного хозяйства СССР, широкое внедрение механизации и автоматизации процессов производства поставили проблему бесступенчатого регулирования скорости исполнительных машин и механизмов в число первоочередных задач.

К числу первых работ в области бесступенчатого регулирования скорости, опубликованных в 1935-1936 гг., следует отнести работы проф. Заславского В. И. и Дика А. Я. [6] о динамике инерционного вариатора с автоматическим регулированием скорости,

В 1936-1937 гг. публикуются работы Кузьмина Г. Л., Тау-

рок в. Г. [35], Опейко Ф. А., проф. Малышева А. П. [19]. В работе проф. Малышева А. П. [19] рассматривается задача определения положения нескользящей точки и реальных радиусов начальных окружностей катков вариаторов скорости при непосредственном их касании.

Несколько позже, в 1940-1948 гг., была проведена большая работа в ЦНИИТМАШ Светозаровым В. А. [34] по исследованию и изысканию рациональных конструкций торовых вариаторов скорости.

В 1948 г. более обобщающие материалы по механическим вариаторам скорости были опубликованы проф. Решетовым Д. Н. в Энциклопедическом справочнике машиностроения, т. 2.

Более глубокие теоретические и экспериментальные исследования, относящиеся к определению коэффициентов скольжения в различных конструкциях вариаторов скорости, были проведены в 1949-1957 гг. проф. Кожевниковым С. Н. [16], проф. Решетовым Д. Н., Михайловой В. А. [27], Мальцевым В. Ф. [20], [22] и др.

Задача определения усилия, необходимого для управления хоровым вариатором скорости, была решена Ревковым Е. А. [32]. Опубликованные работы Пронина Б. А. [30], [31], обобщающие результаты исследований передач с бесступенчатым регулированием скорости, включают и передачи с клинчатыми ремнями.

Этим не исчерпывается список отдельных исследователей, исследовательских учреждений, работы которых посвящены вопросам бесступенчатого регулирования скорости.

Классификация вариаторов скорости

Конструкции механических вариаторов скорости (рис. 1) можно разделить на две основные группы:

I. Вариаторы с принудительным регулированием скорости,

II. Вариаторы с автоматическим регулированием скорости.

К вариаторам с принудительным регулированием скорости относятся конструкции, которые позволяют регулировать скорость вручную по мере надобности. В этой группе по принятой классификации различают фрикционные и жесткие вариаторы.

Фрикционные подразделяются на вариаторы: а) с непосредственным касанием рабочих тел качения; б) с промежуточным жестким звеном (ролик, кольцо и т. п.); в) с промежуточным гибким звеном (ремень).

Работа жестких вариаторов основывается на заклинивании деталей механизмов, специально для этого предназначенных, или на передаче движения непосредственным давлением выступов рабочих тел вариатора.

Заклинивание имеет место в вариаторах: а) с фрикционными зажимами;

б) с муфтами свободного хода с роликами;

в) с муфтами свободного хода с рычажными механизмами. В вариаторах с передачей давлением применяются:

а) храповые механизмы;

б) специальные цепи;

в) специальные зубчатые колеса.

Жесткие вариаторы в зависимости от характера движения ведомого вала можно еще подразделить на вариаторы с пульсирующей угловой скоростью за период одного оборота ведомого вала и вариаторы с постоянной угловой скоростью ведомого вала при любом

Шхоничесте ба/шотооы смоости

С принддише/онош одг1/>иро6ониви

,с автоматическим регулированиел-1

tKecmnuf

i; II

<: нетюсоеОстветии

а: сз Со

в функции момента сил сопротивления

-- I

\С идешшной zapmmepucmuKOU бе.! Шопьмой юрактеристки

Рис. 1. Классификация механических вариаторов скорости.

передаточном отношении в пределах диапазона регулирования.

Вариаторы скорости, у которых регулирование скорости осуществляется специальными дополнительными устройствами, а также те, у которых конструкция отдельных элементов и узлов вариатора выполнена так, что скорость ведомого вала является наперед заданной функцией угла поворота ведущего вала или функцией крутящего момента на выходном валу, отнедены к вариаторам с автоматическим регулированием.

Они делятся на:

а) вариаторы с автоматическим регулированием скорости по заданной программе, причем программа устанавливается и изменяется в соответствии с требованиями, наперед заданными;

б) вариаторы с автоматическим регулированием скорости выходного вала по заданному закону за период, соответствующий одному обороту ведущего вала;

в) вариаторы с автоматическим регулированием скорости в за-, висимости от величины крутящего момента на выходном валу.