Основные типы фрикционных передач и вариаторов
Во фрикционной передаче с гладкими цилиндрическими катками (см. рис. .1)
(3)
, (4)
где – коэффициент скольжения; – запас сцепления; – для силовых передач; – для передач приборов.
Коэффициент трения во фрикционных передачах имеет для разных случаев следующие значения:
Сталь по стали в масле
Сталь по стали или чугуну без смазки
Сталь по текстолиту или фибре без смазки
Формула (4) позволяет отметить большое значение силы прижатия катков фрикционной передачи. Например, принимая и
, получаем тогда как в зубчатых передачах нагрузка в зацеплении примерно равна .
Для передачи движения между валами с пересекающимися осями используют коническую фрикционную передачу (рис. 3).
Рис.3
Угол между осями валов может быть различным, чаще всего он равен . Без учета проскальзывания передаточное отношение
.
Учитывая, что d2= 2R sin δ2 , а d1 = 2R sin1 δ 1, для конической передачи
получаем
i = sin δ2/ sin1 δ 1
и при Σ = δ 1+ δ2 = 90о, (5) i = tg δ2 = ctg δ 1.
Необходимое значение сил прижатия Fn1 и Fn22 определяют из уравнений:
KFt=f Fn = f Fn 1/sin δ 1, KFt=f Fn = f Fn 2/sin δ 2. (6)
Из формул (6) с учетом (5) следует, что с увеличением передаточного отношения уменьшается Fn1 и увеличивается Fn2. Поэтому в понижающих конических передачах прижимное устройство целесообразно устанавливать на ведущем валу.
Лобовой вариатор(см. рис. 2). Максимальное и минимальное значения передаточного отношения
,
(7)
Диапазон регулирования
D = n2max/n2min = imax/imin = d2max/d2min. (8)
Диапазон регулирования является одной из основных характеристик любого вариатора.
Практически диапазон регулирования ограничивают значениями D≤3. Это объясняется тем, что при малых d2 значительно возрастает скольжение и износ, а к. п. д. понижается.
В отношении к. п. д. и износостойкости лобовые вариаторы уступают другим конструкциям. Однако простота и возможность реверсирования обеспечивают лобовым вариаторам достаточно широкое применение б маломощных передачах приборов и других подобных устройствах.
Дисковые вариаторы (рис. 4). В этих вариаторах момент передается за счет трения между набором ведущих и ведомых дисков. Изменение передаточного отношения достигают перемещением ведущего вала / относительно ведомого вала 2 в направлениях, указанных стрелками. При этом изменяется межосевое расстояние а и рабочий диаметр d2. Передаточное отношение
i ≈ d2/d1 = var. (9)
Рис. 4
В выполненных конструкциях вариатор сочетают обычно с зубчатой передачей, а вал 1 является промежуточным.
В конструкции дискового вариатора увеличено число точек контакта между фрикционными элементами. Это позволяет значительно снизить контактные давления, а вместе с этим и износ дисков. Значительно снижается также и сила прижатия Fn. Пренебрегая влиянием конусности дисков, получаем
Fn = K Ft/(mcf) = KT 12/(mcf d1), (10)
где т — число мест контакта, равное удвоенному числу ведущих дисков (выполняют m=18. . .42 и более); с — число ведущих валов 1.
Прижатие осуществляют пружиной (см. рис. 4) . Диски изготовляют из стали и закаливают до высокой твердости (HRC 50. . .60). Вариатор работает в масле. Снижение коэффициента трения при смазке в этих вариаторах компенсируют увеличением числа контактов. Для уменьшения скольжения (потерь) дискам придают коническую форму (конусность 1°30'. . .3°00'). Тонкие стальные диски позволяют получить компактную конструкцию при значительной мощности.
Выполняют вариаторы мощностью до 40 кВт с диапазоном регулирования до 4,5 при к. п. д. 0,8. . .0,9.
Кроме схемы с наружным контактом разработаны схемы с внутренним контактом дисков. В этих конструкциях ведущие диски имеют кольцевую форму и охватывают ведомые. Внутренний контакт позволяет дополнительно снизить потери на скольжение, а также выполнить конструкцию с «прямой передачей» (t = l), что особенно важно для применения вариаторов на автомобилях.
Рис. 5
Принципиальные схемы вариаторов других типов изображены на рис. 5: а — конусный с передвигающимся ремнем; б — лобовой двухдисковый; в — конусный; г — шаровой простой; д — шаровой сдвоенный. Такие вариаторы выполняют для малых мощностей и применяют преимущественно в кинематических цепях приборов.
Дата добавления: 2019-09-30; просмотров: 548;