Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Их область ограничивается преимущественно кинематическими цепями приборов, от которых требуются плавность движения, бесшумность работы, безударное включение на ходу и т. п. Как силовые (не кинематические) передачи они не могут конкурировать с зубчатыми передачами по габаритам, надежности, КПД и пр. Фрикционные вариаторы применяют как в кинематических, так и силовых передачах в тех случаях, когда требуется бесступенчатое регулирование скорости (зубчатая передача не позволяет такого регулирования). Применение фрикционных вариат оров на практике ограничивается диапазоном малых и средних мощностей — до 10, реже до 20 кВт.
В этом диапазоне они успешно конкурируют с гидравлическими и электрическими вариаторами, отличаясь от них простотой конструкции, малыми габаритами и повышенным КПД. При больших мощностях трудно обеспечивать необходимую силу прижатия * Особую группу составляют фрикционные механизмы для преобразования вращательного движения в поступательное или винтовое (ведущие колеса экипажей, валки прокатных станов, подающие валки шлифовальных станков и т, п.). В курсе «Детали машин» эти механизмы не изучают 241 Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 катков.
Эта сила, а также соответствующие нагрузки на валы и опоры становятся слишком большими, конструкция вариатора и нажимного устройства усложняется. Фрикционные вариаторы нашли применение в станкостроении, сварочных и литейных машинах, машинах текстильной, химической и бумажной промышленности, различных отраслях приборостроения и т. д. Фрикционные передачи любого типа неприменимы в конструкциях, от которых требуется жесткая кинематическая связь, не допускающая проскальзывания или накопления ошибок взаимного положения валов. Способы прижатия катков. На практике применяют два способа прижатия катков: с постоянной силой, которую определяют по максимальной нагрузке передачи; с переменной силой, которая автоматически изменяется с изменением нагрузки.
Постоянное прижатие образуют вследствие предварительной деформации упругих элементов системы при сборке (например, деформации податливых катков), установкой специальных пружин (см. рис. 11.2), использованием собственной массы элементов системы и т. п, Регулируемое прижатие требует применения специальных нажимных устройств (см., например, на рис. 11.5 шариковое самозатягивающее устройство), при которых сохраняется постоянство отношения Г,/Г„. Кроме шариковых применяют также винтовые нажимные устройства [34). Способ прижатия катков оказывает большое влияние на качественные характеристики передачи: КПД, постоянство передаточного отношения, контактную прочность и износ катков (см. ~ 11.3). Лучшие показатели получают при само- регулируемом прижатии, $ 11.2. Основные типы фрикционных передач и вариаторов Во фрикционной передаче с гладкими цилиндрическими катками (см.
рис. 11.1) 1 — п1/пз = Из/~Н1 (1 Е)~ Ы2/М1 (1 1.3) Г„= КГ,//; (11.4) где еж0,01...0,03 — коэффициент скольжения; К вЂ” запас сцепления; К=1,25...1,5 для силовых передач; Кждо 3 для передач приборов. Коэффициент трения / во фрикционных передачах имеет для разных случаев следующие значения: сталь по стали в масле ~ъ0,04...0,05; сталь по стали или чугуну без смазки /Ъ0,15...0,20; сталь по текстолиту или фибре без смазки /'ж0,2...0,3.
Формула (11.4) позволяет отметить большое значение силы прижатия катков фрикционной передачи. Например, принимая 242 Ь11р:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 ~=0,1 и К=1,5, получаем Г„=15Г„тогда как в зубс" чатых йередачах нагрузка г, а 'Р в зацеплении примерно равна Г,. 1 Р„' -! Для передачи движения между валами с пересека- йа ющимися осями использу- "г ют коническую фрикционную передачу (рис. 11.3). Угол Х между осями валов Рис. !1.3 может быть разным, чаще всего он равен 90'. Без учета проскальзывания передаточное отношение ~12/А 'Учитывая, что 12' =2Яяпб2, а Ы1 =2Яяпб„для конической передачи получаем 1=япб /япб, и при Х=б1+б2=90'„ 1'= ~и б2 = с10 б,.
(11.5) Необходимое значение сил прижатия Е1 и Г определяют из уравнений КГ, =~Е„=~У, ~я~ б,, КГ,=~У ~~~~ б . (11.б) Из формул (11.б) с учетом (11.5) следует, что с увеличением передаточного отношения уменьшается Е1 и увеличивается Г2. Поэтому в понижающих конических передачах прижимное устройство целесообразно устанавливать на ведущем валу. Лобовой вариатор ~см. рис. 11.2). Максимальное и минимальное значения передаточного отношения 1пхах '21/122пип "а2гпах~1~1~~ 1пип '21/122 пхах ™2ппп!С~1' (1 1.7) Диапазон регулирования '22 и~ах ~222 пип 1тах/1пип ~2 мах/С~2 пип' (1 1.8) Диаиазон регулирования является одной из основных характеристик любого варианта.
Теоретически для лобового вариатора можно получить с12,.„- О, а,0- со. Практически диапазон регулирования огранйчйвают значениями 0<3. Это объясняется тем, что при малых а значительно возрастает скольжение и износ, а КПД понижается (см. ~ 11.3). В отношении КПД и износостойкости лобовые -вариаторы уступают другим конструкциям. Однако простота и возможность 243 Рис !!.5 Ийр:ИгогзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 реверсирования обеспечивают лобовым вариаторам достаточно широкое применение в маломощных передачах приборов и других подобных устройствах.
Для повышения диапазона регулирования применяют двухдисковые лобовые вариаторы с промежуточным роликом (см. рис. 11.7, 6). В этих вариаторах получают 1)=8...10, Вариатор с раздвижными конусами (рис. 11,4). Передающим элементом служит клиновой ремень или специальная цепь. Винтовой механизм управления раздвигает одну и сдвигает другую пару конусов одновременно на $ ~ 'Ъ одну и ту же величину. При '6 ~3' этом ремень перемещается на друт„„гие. рабочие диаметры без изменения своей длины. Кинематические зависимости: -.Л шах~ 2тах/ 1пип~ пип " 2т!и/~1тах> ~1 шах~2 мах/(Ф1 пил ~!2 лип)' (1 1.9) т~п, Силовой расчет выполняют по теории ременных передач или с помощью специальных таблиц 134 ).
Максимальную (расчетную) нагрузку ремня определяют в положении, соответствующем файн ЯеЮая Возможный по условиям конструкции диапазон регулирования зависит от ширины ремня. Стандартные приводные клиновые ремни по ГОСТ 1284.1 — 89' позволяют получать П до 1,5, а специальные широкие — до 5. Клиноременные вариаторы являются простыми и достаточно надежными. Торовый вариатор (рис, 11.5). В этом варианте на ведущем и ведомом валах закреплены чашки 1 и 2, выполненные по форме кругового тора.
!'.я Между чашками зажа- М0Г ты ролики 3. Изменения передаточного отношения достигают поворотом роликов вокруг осей О. Оси роликов закреплены в специальной рамке так, что они всегда распо- пйр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 лагаются симметрично о1носи|ельно оси чашек. Ошибки в расположении осей вызываю~ неравномерную нл рузку роликов, дополнительное скольжение и износ, снижают КПД Условием минимума скольжения является, кроме того, минимальное отклонение вершин начальных конусов роликов от оси чашек.
Работу чашек с роликом можно рассматривать условно как обкатывание трех начальных конусов. При этом вершины конусов чашек (точки 6 и в) располагаются по оси валов, а вершина конуса ролика (точка а) занимает некоторое положение на дуге сс в зависимости о1 текущего значения передаточного отношения ~. Рабо1а без скольжения возможна только в том случае, если вершины всех конусов сходятся в одной точке. Чем больше расхождение вершин, тем больше скольжение. У торовых вариаторов скольжение удаегся свести к минимуму при соответствующих соотношениях геометрических параметров [34~. В этом заключается основное преимущество торового вариатора.
Недостатками его являются сложность конструкции, высокие требования к точности изготовления и монтажа. Текущее значение передаточного отношения (без учета скольжения) ~=и,~п,=г,~г, ='1г — гсов(у+иЯ(~~„— гсов(у — и)1. (11.10) Предельные значения ~ определяют по предельным значениям угла отклонения роликов а. При этом углы отклонения влево считают отрицательными. Варна гор имеет симметричную зону регулирования. Для прижатия тел качения применяют обычно шариковое нажимное устройство 4, изменяющее силу Г„в соответствии с изменением нагрузки. Необходимую осевую силу Е„рпределяют из условия равновесия чашки: Е„=тГ„, яп(у — м) =- ' ' . (11.11) ~~т„— г сои (т — м)1 Здесь учтено, ч1о 1'„, = КГ,~1т= КТ,,'~г, т, а г, =- г„— г со~(у — м), где т — - число роликов (обычно т = 2).
Максимальное значение Р„соотве1ствуег значению и=+и,„, г. е. максимальному отклонению роликов вправо, или ~,„. По Е„,„определяюг необходимый угол р в нажимном устройс гве: (11.12) Расчет контак1ной прочносзи чашек и роликов выполняют по Е„, „„. Учитывая формулы (1!.111 и (11.12). получаем 245 Ьйр:ИгигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Р'„,,„= Т, ~ ~тг, ~д ~3 яп (у — а,„)1.
(11.13)* Значение Р'„, ,„ соответствует также ~,„. Испытанйя показали достаточно высокие качества торовых вариаторов (малое скольжение, КПД до 0,95), В России они нормализованы для мощностей 1,5...2,0 кВт при диапазоне регулирования 6,25...3. Материал тел качения — закаленная сталь по закаленной стали при смазке или сталь по текстолиту без смазки. Текстолитовыми выполняют ободы роликов.
Применение текстолитовых роликов, как более податливых, позволяет снизить высокие требования к точности изготовления вариаторов, Дисковые вариаторы (рис. 11.6). В этих вариаторах момент передается за счет трения между набором ведущих и ведомых дисков. Изменение передаточного отношения достигают перемещением ведущего вала 1 относительно ведомого вала 2 в направлениях, указанных стрелками, При этом изменяются межосевое расстояние а и рабочий диаметр И,. Передаточное отношение ~=4/4 = ~аг. ~й В выполненных конструкциях вариатор сочетают обычно с зуб- Рис. 11.6 чатой передачей, а вал 1 является промежуточным 134].
Применение зубчатых передач планетарного типа позволяет разместить по окружности несколько промежуточных валов 1 (обычно три), а входной вал вариатора расположить соосно с выходным. Основной идеей конструкции дискового вариатора является увеличение числа точек контакта между фрикционными элементами. Это позволяет значительно снизить контактные давления, а вместе с этим и износ дисков.
Значительно снижается также и сила прижатия Е„. Пренебрегая влиянием конусности дисков, получаем Е„= КГ, Цтф = КТД(тс~Я,), (11.14) где т — число мест контакта, равное удвоенному числу ведущих дисков (выполняют т = 18...42 и более); с — число ведущих валов 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
