Что такое диапазон регулирования вариаторов и как он определяется
Детали машин
Вариаторы
Область применения вариаторов
Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала.
Бесступенчатое регулирование скорости способствует повышению производительности работы машины вследствие возможности выбора оптимального режима, оно благоприятно для автоматизации и управления на ходу.
В качестве механизма главного движения в вариаторах применяют передачи разного типа – фрикционные, ременные, цепные. Их выполняют в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом ведущего и ведомого катков, с промежуточным элементом (например, ремнем) и планетарные.
Одной из основных характеристик вариатора является диапазон регулирования, равный отношению максимальной частоты вращения ведомого катка n2max к его минимальной частоте вращения n2min :
Обычно для одноступенчатых вариаторов диапазон регулирования выбирают в пределах Д = 3. 8.
Разновидности вариаторов
В зависимости от формы тел качения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и другие.
Разработано большое число конструкций вариаторов с различными принципиальными схемами, в зависимости от назначения и применения в различных механизмах и машинах.
Многообразие конструкций вариаторов не позволяет систематизировать методы их расчетов.
Вариаторы подбирают по каталогам и справочникам, в зависимости от передаваемого крутящего момента, диапазона регулирования, частоты вращения ведущего вала и конструктивных особенностей.
Лобовые вариаторы
Поскольку R1 = const, диапазон регулирования лобовых вариаторов определяется по формуле:
Вариаторы с раздвижными конусами
Максимальное и минимальное значение передаточного числа вариатора с раздвижными конусами определяется по формулам:
Клиноременные вариаторы просты и надежны в эксплуатации, стандартизированы.
Диапазон регулирования таких вариаторов Д ≤ 8.
При использовании широких ремней передаваемая мощность достигает 50 кВт при КПД η = 0,8. 0,9.
Наглядно принцип работы клиноременного вариатора можно увидеть здесь.
Цепные вариаторы сложнее и дороже клиноременных, но компактнее, надежнее и долговечнее. Они обеспечивают постоянство передаточного числа из-за отсутствия проскальзывания.
Цепные вариаторы могут передавать мощности до 100 кВт и имеют диапазон регулирования Д ≤ 7.
КПД таких вариаторов η = 0,8. 0,9.
Клиноременные и цепные вариаторы не способны осуществлять реверсивное движение ведомого вала.
Торовые вариаторы
Торовые вариаторы имеют наиболее совершенную и компактную конструкцию в сравнении с вариаторами других типов. Скольжение у них сведено к минимуму.
КПД достигает 0,95, диапазон регулирования Д ≤ 6,3.
Основные недостатки торовых вариаторов – сложность конструкции, высокие требования к точности изготовления и монтажа.
Особенностью торовых вариаторов является противоположное вращение ведущего и ведомого валов.
Реверсивное движение ведомого вала не осуществляют.
Текущее значение передаточного числа торовых вариаторов рассчитывают по формулам:
Многодисковые вариаторы
При работе дисков в масляной ванне долговечность и надежность многодисковых вариаторов существенно повышается.
Передаточное число многодисковых вариаторов определяется по формулам:
Диапазон регулирования многодисковых вариаторов Д ≤ 4,5, КПД η = 0,8. 0,9.
Вариатор
Типы вариаторов
Лобовой вариатор
Принципиальная схема вариатора с перекрещивающимися валами (или лобового) показана на рисунке.
Ось ведомого вала перпендикулярна оси ведущего. На ведущем валу закреплен диск. Каток с фрикционными накладками установлен на шлицах ведомого вала. Получается, что каток может линейно перемещаться вдоль оси ведомого вала. Если каток вариатора прижат диску то вращение будет передаваться от ведущего вала к ведомому. Причем соотношение скоростей в вращающих моментов будет зависеть от расположения точки касания.
Чем ближе эта точка к центру тем медленнее будет вращаться выходной вал, и тем выше будет вращающий момент на нем.
Передаточное отношение вариатора (отношение, угловых скоростей, частот вращения, моментов) можно вычислить по формуле:
Диапазон регулирования лобового вариатора определяется минимальным и максимальным значением Х:
Представленная конструкция вариатора позволяет реализовать изменять и направление вращения ведомого вала. Если точку касания диска переместить в противоположную сторону от центра ведущего диска, то направление вращения ведомого вала изменится.
Вариатор с раздвижными конусами
Вариаторы этого типа получили широкое применяют в трансмиссиях автомобилей, мотоциклов, станков. Устройство вариатора с раздвижными конусами показано на рисунке.
Валы установлены в корпусе на подшипниках. Оси вращения ведущего и ведомого валов расположены параллельно.
На ведомом и ведущем валу расположены конические диски, которые могут перемещаться вдоль осей вращения.
Между дисками зажат стальное или армированное резиновый ремень. При вращении ведущего вала, вращение через ремень передается ведущему валу.
Получается, что диски образуют два шкива, между которыми расположен ремень, благодаря конструкции рабочий диаметр шкивов может изменяться, а значит будет меняться и передаточное отношение.
Отношение частот вращения валов вариатора будет зависеть от расположения точек касания дисков и конуса.
Чем дальше точка касания от оси вращения ведущего вала, и чем ближе к оси вращения ведомого, тем выше будет частота вращения ведомого вала.
Передаточное отношения вариатора с раздвижными конусам можно вычислить по формуле:
Диапазон регулирования можно вычислить, используя зависимость:
Вариатор с постоянными конусами и промежуточным диском
Устройство вариатора показано на рисунке.
На ведомом и ведущем валу вариатора закреплены конические барабаны, между которыми, на оси расположен каток. С помощью винта каток может перемещаться по оси. Пружина позволяет обеспечить надежное прижатие барабанов и катка.
Передаточное отношение вариатора будет зависеть от расположения точки касания катка и барабанов:
Диапазон регулирования будут определяться как:
Торовый вариатор
Конструкция торового вариатора показана на рисунке.
На валах расположены торовые чашки со сферическими поверхностями. Между чашечками установлены ролики, через которые вращающий момент передается от ведомого вала к ведущему.
Регулирование передаточного отношения осуществляется за счет изменения угла наклона роликов. Если ролики перпендикулярны дискам, то передаточное число будет равно 1.
Двухступенчатые вариаторы
Для диапазонов регулирования выше 10 рекомендуется применять двухступенчатые вариаторы, содержащие две фрикционные передачи. Разработаны конструкции с регулированием двух и четырех шкивов. В зависимости от способа перемещения дисков различают:
КПД двухступенчатых вариаторов с плавающими дисками не составляет 60-85%. Применение схемы с четырьмя принудительно перемещаемыми дисками позволяет повысить КПД вариатора.
Применение вариаторов
Вариаторы используют в качестве бесступенчатой трансмиссии:
Надежность вариаторов
Другой важной задачей является поддержание хорошего качества поверхности и геометрии дисков.
Ресурс ремня вариатора
Для повышения надежности работы вариатора для производства ремней используются современные износостойкие полимеры, композиционные материалы, применяется армирование, также разрабатываются конструкции с металлическими «цепными» ремнями.
Масло для вариатора
Правильное подобранное масло позволяет значительно повысить ресурс и надежность вариатора.
Масло, залитое в вариатор должно обеспечивать следующие функции:
Важным фактротом надежности вариатора является и своевременная замена масла. На современных автомобилях масло в вариаторе рекомендуется менять не реже, чем каждые 30 тысяч километров пробега.
Основные типы вариаторов. Диапазон регулирования в простых и сдвоенных вариаторах.
Вариаторы применяют когда требуется бесступенчатое регулирование скорости. Лобовой вариатор (на рис.): ведущий ролик А можно перемещать по валу направлении стрелок, передат. отнош. изм-ся в соотв.с изм-ем рабочего диаметра d2 ведомого диска Б;диапазон регулирования D=n2max/n2min=imax/imin=d2max/d2min, практически D≤3, т.к. при малых d2 значительно ↑ скольжение и износ, ↓КПД. Простота, возможность реверсирования. Вариатор с раздвижными конусами: D=d1maxd2max/(d1mind2min). Передающим элементом явл. клиновой ремень или спец. цепь. Винт. механизм раздвигает одну и сдвигает др. пару конусов одновременно. Торовый вариатор: на ведущем и ведомом валах закреплены чашки в форме кругового тора, между ними зажаты ролики, кот. поворачивают вокруг своих осей, что изм-ет передат. отношение. Дисковые вариаторы: момент передается за счет трения м/у набором ведущих и ведомых дисков. Изм-ние передат. отношения достигается перемещением ведущего вала относит-но ведомого.
Упругое и геометрическое скольжение во фрикционных передачах. Расчет на прочность.
Скольжение явл. причиной износа, ↓ КПД и непостоянства передат. отношения во фрикц. передачах. Упругое скольжение связ. с упругими деформациями в зоне контакта. Геометриич. скольжение связ. с неравенством скоростей на площадке контакта у ведущего и ведомого катков. Расчет на прочность. При работе фрикц. пар происх. след. виды разрушения рабочих пов-тей: усталостное выкрашивание, износ, задир поверхности. Все они завис. от напряжений в месте контакта. Поэтому прочность и долговечность фрикц. пар оценивают по контакт. напряжениям. σН=0,418√[FnEпр/(bρпр)] (при начальном качении по линии), где Fn – сила прижатия, нормальная к пов-ти контакта, b – длина линии контакта
диапазон регулирования вариатора
диапазон регулирования вариатора
диапазон регулирования
Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента.
[ГОСТ 28358-89]
Тематики
Синонимы
Смотреть что такое «диапазон регулирования вариатора» в других словарях:
Диапазон регулирования вариатора — 2. Диапазон регулирования вариатора Диапазон регулирования Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента Источник: ГОСТ 28358 89: Вариаторы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон регулирования — 6.30 диапазон регулирования: (Нрк. диапазон изменения пропускной способности): Отношение условной пропускной способности регулирующей арматуры к ее минимальной пропускной способности, при которой сохраняется вид пропускной характеристики в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон регулирования, механизм регулирования вариатора, установленная безотказная наработка — диапазон регулирования, механизм регулирования вариатора, установленная безотказная наработка: По ГОСТ 26546. Источник: ГОСТ 26957 97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28358-89: Вариаторы общего назначения с гибкой связью. Термины и определения — Терминология ГОСТ 28358 89: Вариаторы общего назначения с гибкой связью. Термины и определения оригинал документа: 2. ВАРИАТОРЫ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ 5. Вариатор зацепления Вариатор с гибкой связью, передающий окружное усилие при помощи пластинчатой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 26957-97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 26957 97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия оригинал документа: вариатор с широким клиновым ремнем: Вариатор, в котором вращение от входного вала к выходному осуществляется при помощи фрикционной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Вариатор — Клиноремённый вариатор с клиновой цепью Фрикционный клиноремённый вариатор … Википедия
Диапазон регулирования вариатора
2. Диапазон регулирования вариатора
Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента
Смотреть что такое «Диапазон регулирования вариатора» в других словарях:
диапазон регулирования вариатора — диапазон регулирования Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента. [ГОСТ 28358 89] Тематики вариаторы Синонимы диапазон регулирования … Справочник технического переводчика
диапазон регулирования — 6.30 диапазон регулирования: (Нрк. диапазон изменения пропускной способности): Отношение условной пропускной способности регулирующей арматуры к ее минимальной пропускной способности, при которой сохраняется вид пропускной характеристики в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон регулирования, механизм регулирования вариатора, установленная безотказная наработка — диапазон регулирования, механизм регулирования вариатора, установленная безотказная наработка: По ГОСТ 26546. Источник: ГОСТ 26957 97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28358-89: Вариаторы общего назначения с гибкой связью. Термины и определения — Терминология ГОСТ 28358 89: Вариаторы общего назначения с гибкой связью. Термины и определения оригинал документа: 2. ВАРИАТОРЫ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ 5. Вариатор зацепления Вариатор с гибкой связью, передающий окружное усилие при помощи пластинчатой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 26957-97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 26957 97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия оригинал документа: вариатор с широким клиновым ремнем: Вариатор, в котором вращение от входного вала к выходному осуществляется при помощи фрикционной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Вариатор — Клиноремённый вариатор с клиновой цепью Фрикционный клиноремённый вариатор … Википедия