вдоль оси вала, величина эксцентриситета диска 6 и шайбы 7 с круговым пазом будет изменяться в сторону уменьшения. При повороте вала / относительно вала 2 на 180° диск 6 с шайбой 7 устанавливаются концентрично относительно оси вала /.

Рассматриваемый механизм позволяет плавно изменять величину эксцентриситета от нуля до максимума при автоматическом, уравновешивании вращающихся масс.

Ведомая часть вариатора показана на рис. 127. Между дисками / по концентрической окружности расположены пять сателли-

Рис. 127, Планетарный механизм с муфтами свободного хода в сателлитах.

тов 3. Все сателлиты находятся в зацеплении с центральным зубчатым колесом 4 внешнего зацепления и с колесом 2 внутреннего зацепления. Сателлиты 3 установлены на кривошипных валиках 5 и соединены с ними муфтами свободного хода. Каждый кривошипный валик может свободно вращаться в отверстиях дисков /. Пальцы кривошипов с роликами (на рис. 127 не показаны) расположены в круговом пазе шайбы 7 (см. рис. 126). установленной на ведущей части вариатора. Вращением эксцентрично расположенной шайбы 7 сообщается колебательное движение кривошипным валикам 5 (рис. 127) и тот из них, направление вращения которого совпадает в данный момент с направлением, соответствующим заклиниванию муфты свободного хода, и угловая скорость которого больше угловых скоростей всех других кривошипов, передаст движение сателлиту 3, а вместе с ним и ведомой части вариатора. Кривошипные валики, движение которых не совпадает

с периодом заклинивания муфт свободного хода, не препятствуют холостому вращению сателлитов.

Ведомым звеном ведомой части вариатора может быть центральное колесо 4, при этом колесо 2 с внутренним зацеплением должно быть неподвижным; при неподвижно установленном колесе 4 ведомым звеном будет колесо 2 и, наконец, ведомым звеном могут быть диски /, при этом одно из колес 4 или 2 должно быть неподвижны1У1, а другое- удалено из схемы.

Каждый из рассмотренных вариантов, при всех прочих равных условиях, дает разное передаточное отношение.

Скорость ведомого звена вариатора зависит от угла поворота кривошипных валиков, кроме того, ведомый вал вариатора может вращаться только в одном направлении, соответствующем рабочему ходу муфт свободного хода. Неравномерность вращения ведомого вала уменьшается с увеличением числа сателлитов.

Вариаторы такой конструкции могут передавать

.мощности до 20 л. с, число оборотов ведущего вала не должно быть больше 1200 об/мин, при этом максимальное число оборотов ведомого вала составит около 500 об/мин и может уменьшаться до нуля.

В качестве ведомой части вариатора может служить другой механизм (рис. 128). В нем муфты свободного хода с сателлитами заменены рычажными механизма.ми.

Каждый из рычажных механизмов состоит из: рычага 7, шатуна 8, зажима 9 и пружины 10. Рычаг 7 установлен на шпильке диска 3 ведомой части вариатора и получает относительно этой шпильки колебательное движение от вращения эксцентрично установленной шайбы 4 с круговым пазом. Зажим 9 в зависимости от направления движения может скользить или заклиниваться между неподвижными кольцами 1 и 2.

Рассмотрим работу рычажного механизма, считая, что он установлен в начальное рабочее положение.

При вращении шайбы 4 против или по часовой стрелке, нижний конец рычага 7 с роликом, расположенным в пазу шайбы 4, поднимается вверх, зажим 9 заклинивается, а дальнейший подъем рычага заставит ось его 11 я диск 3 двигаться по часовой стрел-

Рис. 128. Схема рычажного механизма для преобразования колебательного движения во вращательное.

4400

ке. При этом пружина 10, соединяющая зажим 9 со стойкой 12, укрепленной на диске 3, растягивается.

При опускании рычага 7 зажим 9 освобождается, а растянутая пружина стремится подтянуть его в исходное рабочее положение.

Таких механизмов на диске 3 монтируется несколько (пять-шесть) и каждый из них последовательно приводит его во вращение.

Очевидно, число оборотов вала ведомой части вариатора зависит от величины эксцентриситета шайбы 4 с круговым пазом, а степень

Рис. 129. Схема кривошипно-ша-туиного Импульсного вариатора.

Рнс. 130. График изменения угловой скорости и>х ведомого вала вариатора в зависимости от угла поворота ip кривошипа при номинальной нагрузке.

неравномерности вращения - от количества рычажных механизмов.

Величину эксцентриситета можно регулировать поворотом дополнительного эксцентрика 5 относительно эксцентрика 6, которые относятся к ведущей части вариатора.

Рассматриваемые вариаторы могут быть легко приспособлены к автоматическому регулированию скорости. С целью широкого использования этих вариаторов в современном машиностроении они были подвергнуты теоретическим и экспериментальным исследованиям [23].

Основные сведения по результатам исследований, относящиеся к вопросу равномерности вращения ведомого вала при различных передаточных отношениях с различными нагрузками, приведены ниже.

Кинематическая схема ведомой части исследованного вариатора показана на рис. 129.

0.20 0.15 0.10 0.05

о . 100 200 300 400 500 600 700 вОО дООпоб/иии

Рис. 131. Кривые коэффициента иеравио-мерности вращения ведомого вала.

Пазовый кулачок с кривошипами в данной схеме заменены кривошипно-шатунными механизмами, коромысла которых, совершая колебательное движение, в какой-то части хода передают его зубчатым колесам 2j через муфты свободного хода. Оси колес 2 неподвижны. Ведомый вал вариатора жестко соединен с колесом Регулирование числа оборотов ведомого вала осуществляется плавным изменением радиуса кривошипа. Исследуемый вариатор скорости от мотора с мощностью yV = \,Ъ л.с. приводил в движение токарный станок с приведенным моментом инерции движущихся масс всего механизма передачи 0/005 кг- м. сек.

На рис. 130 показаны графики изменения угловой скорости («д. ведомого вала в зависимости от угла поворота ср кривошипа при номинальной нагрузке на тормозе.

Кривые изменения угловой скорости построены для различных чисел оборотов Пд. ведомого вала. Сплошными линиями показаны результаты экспериментальных исследований и пунктирными ЛИг

ниями - результаты теоретических исследований.

Анализируя "результаты исследований, можно заметить, что при /2= 50-ь600 об/мин коэффициенты неравномерности вращения 5оп, полученные опытным путем, несколько меньше теоретических о, а при /2;, = 600 н-1 ООО об/мин - больше.

Последнее объясняется тем, что проскальзывание муфт свободного хода в диапазоне малых и средних чисел оборотов больше влияет на уменьшение коэффициента неравномерности, чем для больших чисел оборотов. Кроме того, по результатам исследований установлено, что коэффициент неравномерности Ь увеличивается с увеличением нагрузки на ведомом валу, причем последнее в большей степени сказывается при малых числах оборотов.

Графики изменения коэффициентов неравномерности при различных числах оборотов и различных нагрузках показаны на рис. 131 и 132.

25 50 75 100 125 150 175 200 гИМкгсм

Рис. 132. Кривые изменения неравномерности вращения ведомого вала при различных нагрузках иа выходном валу.

7. ВАРИАТОР С ПЕРЕМЕННЫМ РАДИУСОМ КРИВОШИПА

Существенным недостатком вариаторов скорости с муфтами свободного хода является пульсирующее вращение ведомого вала с большой степенью неравномерности. В рассматриваемой конструкции степень неравномерности значительно снижается за счет

автоматического изменения радиуса кривошипа механизма в период каждого его оборота.

Принципиальная схема механизма вариатора скорости(рис. 133) состав.дена из кривошипно-шатунного механизма, ползун которого является зубчатой рейкой /, находящейся в зацеплении с зубчатыми колесами 2, установленными на выходном валу 3. Передача движения выходному валу 3 осуществляется муфтами свободного хода, встроенными в зубчатые колеса 2.

Постоянство угловой скорости выходного вала достигается равномерным движением зубчатой рейки / на среднем участке её пути вследствие соответствующего изменения радиуса кривошипа с пальцем В.

Регулирование передаточного отношения осуществляется изменением радиуса R, пальца D коромысла.

Рис. 133. Схема вариатора с переменным радиусом кривошипа.

Кинематика механиз.ма заключается в следующем.

Ведущий вал 4 посредством жестко закреп.тенных на нем шестерен передает движение зубчатым колесам, установленным свободно на оси. В одном зубчатом колесе имеются радиальные направ-

Рис. 134. График угловой скорости выходного вала вариатора с переменным радиусом кривошипа.

------------- -

ляющие, по которым перемещается ползунок; к другому зубчатому колесу жестко прикреплен пазовый кулачок-эксцентрик 5. Ползунок имеет два пальца: один палец В соединен с шатуном размера /, а другой - входит в паз эксцентрика 5.

При таком соединении и различных по величине угловых скоростях пазового эксцентрика и ползунка, можно получить вращение пальца В с автоматическим изменением радиуса кривошипа по желаемому закону. Для нашего случая траектория пальца В кривошипа должна проходить по эллиптической кривой, поэтому передаточное отношение между ведущим валом 4 и па-

зовым кулачком принято равным единице, а передаточное отношение между ведущим валом 4 и колесом с пазом для пальца В равна трем.

Зубчатая рейка / с одним из колес 2 соединена непосредственно, а с другим - посредством паразитного колеса 6. Такое соединение зубчатой рейки с колесами позволяет при различных направлениях движения рейки получать движение выходного вала в одном направлении.

Соединяя выходной вал вариатора с двумя рассмотренными механизмами, кривошипы которых смещены по фазе на угол 90°, по,пучим непрерывное движение вала с угловой скоростью, соответствующей данному значению Rx, как показано на рис. 134.

Рассматриваемый вариатор скорости имеет «свободный ход», т. е. не препятствует вращению выходного вала за счет сил инерции в направлении рабочего хода.

Выходной вал вращается в одном направлении и не зависит от направления вращения ведущего.

Передаточное число при проектировании вариатора может быть выбрано от г сс до г„„н. обусяов-ленного габаритными размерами.

8. ЦЕПНЫЕ ВАРИАТОРЫ

Отличие цепного вариатора ско-ррсти от колодочно-ременного заключается в том, что лента с колодками заменена специальной цепью, которая обкатывается по рабочим поверхностям конусов с радиально расположенными пазами.

Цепь вариатора (рис. 135)состоит из ряда плоских звеньев /, соединенных между собой шарнирно.

В средней части звеньев / имеются отверстия для обойм 3 с набором тонких стальных пластин 2. Каждая из пластинок 2 свободно перемещается в обойме 3 в направлении, пер"пендику-лярном оси цепи. Величина перемещений пластин ограничена до необходимой так, что выпадение их из обоймы не происходит.

Радиальные пазы у каждой пары дисков смещены на угол, соответствующий половине их шага так, что поперечные пластин-

Рис. 135. Конструкция цепи зубчато-цепного вариатора.