соответствует необходимому первоначальному натяжению, при всех Других положениях дисков ремень получает большее или

Рис, 93. Профили рабочих поверхностей дисков шкивов с переменным углом 7.

меньшее натяжение. Поэтому в рассматриваемых конструкциях вариаторов необходимо предусматривать устройства, компенсирующие несоответствие длины ремня.

10. КЛИНОРЕМЕННЫЙ ВАРИ.4Т0Р С КОЛОДКАМИ, ПРИКРЕПЛЕННЫМИ К ШИРОКОМУ РЕМНЮ

Принципиальная схема вариатора

Для бесступенчатого регулирования скорости широкое применение получили устройства, у которых в качестве гибкой связи применяется широкая плоская лента с прикрепленными к ней колодочками (рис. 94).

Колодочки из твердой древесины прикрепляются с одной стороны или с двух сторон к ленте и обеспечивают жесткость ленты при сжатии ее с боковых сторон. Более рациональным следует считать прикрепление колодок с двух сторон ленты, при котором исключается изгиб ленты по граням колодок в местах заделки.

Клиновой ремень огибает конические диски, установленные на параллельно расположенных валах с постоянным межцентровым расстоянием.

Диски представляют собой усеченные конусы и установлены попарно на валах, образуя клиновой желоб, ширина которого может по желанию, посредством рычажного механизма, регулироваться перемещением дисков в осевом направлении.

Система рычагов построена так, что при сближении пары дисков на одном валу вторая пара дисков (на втором валу) раздвигается. При этом изменяются радиусы окружностей ведущих и ведомых дисков, по которым огибается ремень, а следовательно, изменяется и передаточное отношение вариатора,

На рис. 95 показаны две принципиальные схемы рассматриваемого вариатора скорости, которые отличаются одна от другой конструкцией рычажных механизмов.

На рис. 95,а рычаги 1 и 2 попарно соединяют левые и правые диски, установленные подвижно на валах. Концы рычагов с

Конструкции соединений концод ремня

Текстолит

Рнс. 94. Конструкция широкого ремня с колодочками.

одной стороны соединены с винтом 4 посредством гаек 5 и 5 с правой и левой резьбой, а шарниры, относительно которых происходит поворот рычагов, установлены на гайках винта 6 с правой и левой резьбой.

Вращением винта 4 осуществляется регулировка передаточного отношения, а вращением винта 6 регулируется натяжение ремня при различных передаточных отношениях, так как постоянная длина ремня при постоянном межцентровом расстоянии валов не обеспечивает постоянного натяжения при переходе его на другие диаметры.

Регулировка натяжения посредством винта 6 осуществляется также и в случае вытяжки ремня в процессе работы вариатора.

На рис. 95,6 каждый из рычагов 1 к 2 попарно соединяет на разноименных валах левый диск с правым и правый с левым.

в средней части, между осями валов, рычаги установлены на цапфах гаек винта 3 с левой и правой резьбой.

Концы рычагов с обеих сторон соединены пружинами, которые предназначены для автоматического регулирования натяжения ремня в период изменения передаточного отношения, то есть в процессе регулирования положения дисков.

Рассматриваемый вариатор применяется для передачи мощностей до 60 л. с. с диапазоном* регулирования до 16.

Определение передаточного отношений и диапазона регулирования скорости вариатора

В основу рассматриваемых ниже расчетов приняты следующие положения [16]:

1. Угол т (рис. 96) между основанием и образующей конуса одинаков как для ведущих, так и для ведомых дисков.

2. При постоянных длине ремня и межцентровом расстоянии А валов натяжение ремня в достаточной степени будет постоянным при различных передаточных отношениях, если сумма сопряженных диаметров, огибаемых ремнем, является величиной постоянной, то есть

(i?2cp ± Ар) + (i?icp + Др) = const,

где i?2cp и R\cp - соответственно средние радиусы ведомых и ведущих дисков (рис. 96);

1\р = щ--величина изменения средних радиусов при перемещении ведомых и ведущих дисков в осевом направлении на величину X. 3. В случае необходимости натяжение ленты регулируется одним из способов, описанных при рассмотрении двух принципиальных схем (см. рис. 95,а, б).

С учетом принятых выше положений и в соответствии с рис. 96 передаточное отношение вариатора определяется формулой

Рис. 95. Схема колодочно-ременного вариатора:

а - с регулированием натяжения ремня от руки; б - с автоматическим регулированием натяжения ремня.

i -£i -

/?2ср =F

± Др

(4. 24)

Подставляя значение Др и обозначая среднее передаточное отношение Rcp Ricp = о, получаем

1 Т 7

4-2 - о

o/?icptgY

(4. 25)

RwpMi

Полное использование рабочих поверхностей ведущих и ведомых дисков в пределах заданного диапазона регулирования скорости возможно при условии, когда максимальные перемещения

Хмакс дисков в СТОрОНу уВС-

личения средних радиусов будут равны по абсолютному значению перемещениям в сторону уменьшения средних радиусов. Поэтому формула (4.25) для определения максимального и минимального передаточного отношений перепишется так:

l 2мaкc

= о"

J , макс 01 ср tgT

X ;

1 -

Rup ет

макс

01 ср tgT

(4.26)J t

icpgf

(4. 27) Рис. 96. Схема перемещений ленты в период регулирования скорости.

И соответственно диапазон регулирования

1-?макс

1 - 2мнн

1 - 7-

oRicp tgf /

Решая уравнение (4.28) относительно

макс

icp tgf

(4. 28)

/Icptgf

получаем

icp tgT

(Д-f l)(/o+ 1) 2(Д-1)

(Д-Ц)(/о-Ь1)

2 (Д - 1)

-io- (4.29)

При условии Rscp = R\cp получим симметричную передачу

при этом /о = 1; Д = -2макс;

i 1-2макс = Уд. (4. 30)

При Проектировании вариатора в качестве исходных данных могут быть даны значения «[-амакс и 11 2мин, при этом формулы 9*

<4.26) и (4. 27) решаем совместно относительно -р-гг- и отно-сительно /о и получаем:

П-2макс П-2мин

1ср*67 2+ 1 2макс + 1-2МИН

2"l-2макс l-2мнн "Ь l-2макс + l-2мин 2 + 1-2макс +1-2мни

(4.31) , (4.32)

В частном случае, для симметричной передачи при /о= Ь имеем

1-2 макс

/?1ср tgT (Н-2макс + 1)

(4.33)

Пользуясь полученными формулами, задавшись средним радиусом Ricp, определяют основные параметры ведущих и ведомых дисков.

В соответствии с рис. 96 имеем:

2ср = oicp;

R, = R2CP + = /?2ср (1 + То); (4.34)

а - 2ср -

= /?2ср(1-7о);

2--Р tg.

?i = /?.cp(l-f Го); -1 = ?1ср(1-Го).

Пример. При /г, = HQOоб/мин, ,=2000 об/мин, „„„=400об/жцн и 7 = 15° определить основные размеры дисков. 1. Диапазон регулирования:

(4.35)

(4.36) (4,37)

1-2 макс

«1

1-2 макс

Следовательно,

"2 мнн

Д = -г

Н-2 мин

400 , г

• 1-2 мии -

«1

1400

«2 макс 2000

= 0,7.

2, Среднее передаточное*отношение [по формуле (4.32)] . 2 3,5 . 0,7 -Ь 3,5 + 0,7 11,9

2 + 3,5 + 0,7

= 1,92,

3. Задавшись средним радиусом/?,,р = 130 мм, определяем наибольшее , перемещение Xjjgj, диска вдоль оси (формула (4.29) X.

макс (5-f-l)(l,92-f- 1)

(5-Ц)(1,92-Ц) 2(5-1)

,p,s, ,2(5-1)

>макс == R\ срТ tg 7 = 130 0,5 • 0,268 17,4 мм.

- 1,92 = 0,5

4. Определяем основные размеры дисков: а) ведущего

/?, = /?,р (1 + То) = 130 • 1,5 = 195 мм; П = /?,р (1 - То) = 130 • 0,5 = 65 мм;

6 = 2Х,

= - п) tg f = (195 - 65) 0,268 = 35 мм;

б) ведомого

/?2ср = .icp о = 130 1,92 = 250 мм; /?2 = /?2р (1 -f Г„) = 250 . 1,5 = 375 мм; Г2 = /?2ер (1 - То) = 250 • 0,5 = 125 мм; b - 35 мм.

Примечание: Ширина диска b в рассматриваемом примере определяется в пределах перемещения нейтрального слоя ремня; действительная ширина 6д должна быть увеличена с обеих сторон в зависимости от толщины ремня с колодочками (см. рнс. 94) на величину 0,55 tg -f, то есть

6д = & + ЬИ8Т- (4.38)

Этот же пример рассмотрим для частного случая, когда вариатор симметричный, размер среднего радиуса R = 130 мм н диапазон регулирования Л = 5.

В этом случае i 2 „дс * i-2 мии ~ " Д"" того, чтобы получить заданное число оборотов на ведомом валу, необходимо изменить число оборотов входного вала вариатора.

Обозначая измененное число оборотов входного вала вариатора п/, напишем

л, п,

откуда

= 1,

"2макс "2мин Л,= }/«2MaKC "2мин

(4.39)

Для нашего примера

< = К«2макс«2м„„ = К2000 . 400 « 895 об/мин.

Счедовательно, передаточное отношение дополнительной передачи составляет

л, 1400

1 л,"~ 895

= 1,565.

Максимальное передаточное отношение вариатора

1-2 макс =7; = КЛ = 1/5"= 2,236. Максимальное перемещение диска Х, в соответствии с формулой (4.33)

.icp tglf

Ti =

1-2 макс

(1-2 макс + 1) 3,236 10,45

= 0,383

и Х„а„(, = 130 . 0,389 • 0,268 = 13,4 мм.

Размеры ведущего и ведомого дисков в данном случае одинаковые: 6 = 2X3=2 • 13,4 = 27 мм; /?2 = /?1 = /?,р (1 + Ti) = 130 . 1,383 = 180 мм; ,-2 = /-д = ,/?,р (1 - Гх) = 130 • 0,617 =80 мм.