12. ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР СИСТЕМЫ «ЭШЕР-ВИСС»

На шлицевой части ведущего вала 9 (рис. 57, а) с возможным перемещением вдоль оси установлен диск 5, имеющий по окружности вогнутую беговую дорожку. На ведомом валу / жестко закреплен гладкий фрикционный диск 2.

Передача движения от диска 5 к диску 2 осуществляется посредством двух или нескольких грибообразных роликов 4, расположенных на одинаковом расстоянии ,по окружности. Оси роликов 4 вращаются в подшипниках и имеют свободу перемещения

План скоростей д/гя I 1 редуктора

Рис. 57. Схема планетарного вариатора системы «Эшер-Висс» с планетарным редуктором.

вдоль оси вращения. Подшипники качаются на цапфах в поводке 6. Закругленные края роликов 4 опираются на диск 5 и установленное в корпусе вариатора кольцо 3, а сферическая поверхность роликов 4 прижимается к диску 2.

Трущиеся поверхности дисков закалены и отшлифованы. Си- ла трения для передачи движения обеспечивается пружиной 7, которая регулируется гайкой 8. Передаточное отношение вариатора из.меняется перемещением кольца 3 вдоль оси по его направляющим.

Вариатор выполнен в сочетании с планетарным зубчатым редуктором, у которого колесо неподвижно, а блок зубчатых колес 22 и zl сателлита вращается на эксцентрике вала /. Колесо Zg жестко соединено с ведомым валом.

Передаточное отношение рассматриваемого устройства определяется формулой

i = ijp, (3.35)

где ip - передаточное отношение редуктора, которое определяется в соответствии с планом скоростей (рис. 57, б).

Из подобия треугольников имеем

(2i - гг) у.

(3.36)

Vh =

Подставляя значение Vh в формулу (3.36), после преобразований получаем

«о = -. (3.37)

2l£2 2223

Передаточное отношение вариатора определяется формулой (рис. 57)

(3.38)

2г,г sin я

гг (i -h /"з - 2/г sin я)

Конструкция рассматриваемого вариатора показана на рис. 58. Первоначальное минимальное нажатие дисков осуществляется пружиной 2, а с увеличением крутящего момента на ведомом валу усилие нажатия увеличивается вследствие перемещения диска /, соединенного с ведущим валом 3 несамотормозящей резьбой с трением качения. Последнее достигается наличием шариков, расположенных по винтовой линии резьбы винта и гайки. Направление вращения ведущего вала при этом не безразлично.

Вариатор применяется в бумагоделательных и текстильных машинах для мощностей от 2 до 16 л. с. при числе оборотов на входном валу п= 1500 об/мин. Коэффициент полезного действия вариатора переменный, наибольшее значение 0,9.

13. ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР С КОНИЧЕСКИМИ БАРАБАНАМИ

Ведущий вал / вариатора (рис. 59) соединен с поводком 2, в подшипниках которого вращаются два конических барабана 4 с наклонно расположенными осями вращения, угол наклона соответствует углу образующей конических барабанов. В части, расположенной ближе к вершине конуса, неподвижно закреплены конические шестерни z, которые находятся в зацеплении с колесом 2i внутреннего зацепления. Колесо Zj закреплено на ведомом валу 5. Стальное кольцо 3 охватывает конические барабаны с натягом. Движение от вала / к поводку 2 передается кулачком 7, который, опираясь на корпусы подшипников, одновременно прижимает конические барабаны 4 к кольцу 3. По мере увеличения крутящего момента увеличивается сила нажатия между барабаном и кольцом, что обеспечивает необходимую силу трения

в зоне их контакта. Кольцо 3 расположено в направляющих корпуса вариатора и может перемещаться вдоль оси валов посредством поворота вилки 6. Последним и достигается изменение передаточного отношения i, которое определяется по формуле

Zjlj. 2l/-3

(3.39)

где и - числа зубьев зубчатых колес; г

бана.

Г5 и Гд - сопряженные радиусы соответственно кольца и бара-

Рис. 59. Планетарный вариатор с коническими барабанами.

Рассматриваемые вариаторы скорости применяются для передачи мощностей до 15 л. с, имеют высокий к. п. д., большой диапазон регулирования.

14. ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР ПИРОЖКОВА

Принципиальная схема вариатора показана на рис. 60. Вариатор состоит из двух совершенно одинаковых механизмов, симметрично расположенных относительно вертикальной оси. Движение от ведущего диска 2, установленного на валу с возможным перемещением вдоль оси, к ведомому кольцу 7 передается через ролики-сателлиты 6. Форма и размеры роликов 6 выбраны так, что действующие на них силы в точках Л, В, С, D обеспе-

чивают их полное равновесие, а оси 4, свободно установленные в сепараторе 3, предназначены только для того, чтобы поддерживать заданное расстояние между роликами. Диск 5 установлен неподвижно и образующая СО ролика 6 является мгновенной осью его вращения. В точке А правые ролики соприкасаются с левыми и катятся друг относительно друга без скольжения. Число роликов-сателлитов в каждом ряду определяется условиями соседства и не должно быть менее трех. Рекомендуемое число роликов в каждом ряду равно шести.

Рис. 60. Схема планетарного вариатора системы Пирожкова.

Регулирование скорости осуществляется перемещением колец

7 при помощи винта 8 с правой и левой резьбой. Необходимые силы трения по линиям контакта обеспечиваются пружинами 1, либо самозатягивающим устройством с автоматическим регулированием силы нажатия в зависимости от крутящего момента на выходном валу.

Так как в процессе регулирования скорости не исключена возможность установки левого и правого колец 7 в точках роликов, имеющих разные скорости, в схеме предусмотрен дифференциал, состоящий из конических зубчатых колес и z.

8 этом случае ведомым звеном вариатора является зубчатое колесо 2з, соединенное с водилом дифференциала.

Предварительные экспериментальные исследования вариатора, проведенные автором конструкции, показали, что он меньше и легче вариатора Светозарова примерно в 10 раз. При числе оборотов входного вала = 3000 об/мин число оборотов ведомого

звена может плавно изменяться в пределах от -f-1600 об/мин до -1600 об/мин.

В рассматриваемой схеме кольцо 7 может быть неподвижным, а диск 5 - ведомым.

В заключение следует отметить, что изготовление рассматриваемого вариатора должно производиться по высокому (примерно 2-му) классу точности. Кроме того, конструктивно сложным является механизм съема мощности с колец 7. Не исключается также затруднение в точной настройке на заданное число оборотов ведомого вала и на стабильность этого числа после настройки, особенно в интервале больших передаточных чисел.

15. ВАРИАТОР С ШАРАМИ, ВРАЩАЮЩИМИСЯ НА ОСЯХ

Принципиальная схема вариатора изображена на рис. 61. Движение от ведущего диска / к ведомому 3 передается посредством шара 4, который вращается на оси 5. Равновесие шара поддерживается свободно

вращающимся кольцом 2. Передаточное отношение регулируется изменением угла наклона оси шара. Передаточное отношение вариатора равно

i-?, (3.40)

Рис. 61. Схема шарового вариатора с физическими осями вращения.

где и i?3 -радиусы дисков; /"i и /-2 - радиусы качения Из чертежа получаем

/-2= Рш sin (а - Р);

А - Кг cos у = .-;

шара.

/j = PmSin (а + у); COS в =--.

Подставляя значения Гз и /"i в формулу для I, получаем

j?3 sin (а Ч-7)

В частном случае, при - 3, имеем

(3.41)

sin (а ч- X) sin (а - -f)

(3.42)

На рис. 62 дана конструкция рассматриваемого вариатора. Оси пяти шаров, расположенных на одинаковом расстоянии по окружности, поворачиваются диском с криволинейными прорезями.