Раздел 2-2-БесступПередача (Лекции ОПиЭНТО)

Бесступенчатая передача это механизм для плавного изменения передаточного числа u, т. е. отношения частоты вращения ведущего звена n_вщ к частоте вращения ведомого n_вм. Такая передача применяется в станках, транспортных машинах, приборах и т.д. Бесступенчатое регулирование скорости по сравнению со ступенчатым повышает производительность машин, облегчает автоматизацию и даёт возможность управления на ходу. Бесступенчатая передача (БП) — часть вариатора, который состоит из одной или нескольких бесступенчатых передач и устройств, обеспечивающих их функционирование. Различают электрические и механические БП.

Механические бесступенчатые передачи делятся на:

• фрикционные (трения) и зацепления,

• непрерывного действия и импульсные.

Термин «бесступенчатая передача» обычно применяют к механическим передачам с гибким или жёстким звеном.

Рис.1. Бесступенчатые передачи с гибким звеном и:

а) с принудительным согласованным сближение одной пары конусов и раздвижением другой пары; б) с осевым перемещением пар конусов принудительно и с помощью пружины; в) с помощью изменения межосевого расстояния.

Фрикционные бесступенчатые передачи с гибким звеном и раздвижными коническими шкивами (рис. 1) обеспечивают малое изменение передаточного числа при изменении нагрузки, отличаются высокой надёжностью, но имеют большие габариты. В передачах с гибким звеном (клиновым ремнем или специальной роликовой цепью) передаточное число изменяется:

- принудительным согласованным сближением одной пары конусов и раздвижением другой при помощи механизма управления (рис.1, а);

- осевым перемещением одной пары конусов принудительно, а другой под действием пружины (рис. 1, б);

- изменением межосевого расстояния A при одном подпружиненном и другом закрепленном шкиве (рис. 1, в).

Рис.2. Бесступенчатая передача зацепления с гибким звеном

Бесступенчатые передачи зацепления с гибким звеном отличаются высокими эксплуатационными качествами, но сложны в изготовлении. Основные элементы этой передачи: раздвижные зубчатые конусы и пластинчатая цепь. Звенья цепи имеют поперечные окна, в которые вставлены пакеты тонких пластин (рис. 2). Против выступов на одном конусе располагаются впадины другого так, что при перемещении в осевом направлении пластины принимают форму зубьев, осуществляя зацепление.

Рис.3. Фрикционные передачи бесступенчатого регулирования:

а) многодисковые передачи; б) с коническим роликом; в) с цилиндрическим роликом; г) торовый.

Фрикционные БП с жёстким звеном компактны и имеют обычно жёсткую механическую характеристику, но требуют значительных сил для прижатия рабочих тел и создания необходимого трения между ними; имеют пониженную надёжность в эксплуатации из-за возможности пробуксовки и повреждения рабочих поверхностей. Кпд и долговечность этих передач в значительной степени зависят от геометрического скольжения, возникающего в результате неравенства скоростей ведущего и ведомого звеньев на линии контакта. Чем больше относительная скорость скольжения V_cк на линии контакта, тем ниже кпд и больше износ трущихся поверхностей.

На рис. 3 показаны схемы некоторых БП., расположенных в порядке уменьшения геометрического скольжения. Многодисковые передачи (рис. 3, а), несмотря на невыгодную схему геометрического скольжения, широко применяются для средних и больших мощностей из-за благоприятных условий образования масляного клина в местах контакта и наличия большого числа узких контактных поверхностей. В лобовой БП (рис. 3, б) с коническим роликом при совпадении вершины конуса А с точкой А₁ геометрическое скольжение отсутствует, а в других положениях оно существенно меньше, чем у передачи с цилиндрическим роликом (рис. 3, в). В схеме торовой бесступенчатой передачи (рис. 3, г) очень мало геометрическое скольжение во всех положениях роликов и практически отсутствует в положениях, когда вершина А конической поверхности, условно заменяющей сферическую поверхность ролика, находится в точках А₁ и А₂, на геометрической оси чашек. Передачи этого типа, выполненные с 2 и 3 роликами, отличаются высоким кпд и компактностью. Недостатком их являются сложность изготовления, ремонта и пониженная надёжность. Бесступенчатые передачи с точечным контактом имеет промежуточные стальные шары (рис. 4), положение физических или геометрических осей которых изменяется механизмом управления.

Рис.4. Бесступенчатые передачи с точечным контактом:

а) по внешним поверхностям; б) по внутренним поверхностям.

Литература

Детали машин. Справочник, 3 изд., т. 3, М., 1969;

Краткий справочник машиностроителя, М., 1966.

4