32. Торовый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.

Чашки 1 и 2 установлены на ведомом и ведущем валах, ролики 3 установлены в специальной рамке и всегда располагаются симметрично относительно оси чашек. Работу вариатора можно рассматривать как обкатывание трех конусов. Точки б, в всегда лежат на оси чашек. Вершина конуса ролика точка а располагается на дуге сс. Отклонение вершин конусов от оси чашек приводит к геометрическому скольжению. У торовых вариаторов геометрическое скольжение удается свести к минимуму за счет соответствующих геометрических параметров.

Передаточное число

Вариатор имеет симметричную зону регулирования. Передаточное число может быть больше или меньше 1. Для прижатия тел качения применяют шариковое нажимное устройство 4.

Тела качения выполняют из стали , они работают в масле. Ролики иногда выполняют текстолитовыми( тогда без смазки).

Выполняют вариаторыдля мощности от 1,5 до 20 кВт. Коэффициент полезного действия =0,95. Диапазон регулирования Д3…6,26.

33. Дисковый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.

Момент передается за счет сил трения между набором ведущих и ведомых дисков. Изменение передаточного числа достигают перемещением ведущего вала 1 относительно ведомого вала 2 в направлениях, указанных стрелками. При этом изменяется межосевое расстояние а и рабочий диаметр D2.

В выполненных конструкциях вариатор обычно сочетается с зубчатой передачей планетарного типа, по окружности располагаются обычно три ведущих вала.

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.

Сила нажатия ,

 - запас( коэффициент сцепления),

f – коэффициент трения,

m – число мест контакта равно удвоенному числу ведущих дисков.

m=18…42 и более.

Для уменьшения скольжения (потерь) ведомым дискам придают коническую форму( конусность от 1,5 до 20).

Вариаторы выполняют мощностью до 400 кВт, диапазон регулирования Д4,5, коэффициент полезного действия =0,8 - 0,9.

34. Основы расчета прочности фрикционных пар. Материалы, применяемые для изготовления катков

Фрикционные пары выходят из строя по следующим причинам:

Усталостное выкрашивание наблюдается в передачах, работающих в масле, когда образуется жидкостное трение. В этих условиях рабочие поверхности разделяются слоем масла, а износ сводится к минимуму.

Износ наблюдается в передачах, работающих без смазки, или при отсутствии условий для образования режима жидкостного трения.

Задир поверхности связан с буксованием или с перегревом передачи при больших скоростях и нагрузках в условиях недостаточной смазки.

Все виды разрушения зависят от величины контактных напряжений, поэтому тела качения фрикционных пар рассчитывают на контактную прочность. Расчет контактных напряжений при касании по линии( тела качения – цилиндры, конусы, торы, ролики с образующими одного радиуса ) определяют по формуле:

.

При начальном касании в точке ( все другие случаи):

,

N – нормальное давление( сила прижатия );

b – длина линии контакта;

Епр – приведенный модуль упругости материалов сопряженных катков

,

пр – приведенный радиус кривизны тел качения в зоне контакта

,

m – коэффициент, зависящий от формы тел качения.

« - » - принимают тогда, когда одна из поверхностей вогнутая.

Формулы удобны для проверочного расчета. Для проектного расчета их преобразуют, принимая за искомые размеры катков.

В виду многообразия форм тел качения общей формулы расчета не получено, в каждом конкретном случае формулу Герца преобразуют индивидуально.

Для цилиндрических катков мм,

,

 - запас сцепления,

f – коэффициент трения,

zМ –

Для конических катков мм - размер в среднем сечении катка, где .

Для других случаев смотри справочники.

Материалы. Требования к материалам

высокая износостойкость и поверхностная прочность;

высокий коэффициент трения во избежание больших сил прижатия;

высокий модуль упругости во избежание повышенных потерь на трение, связанных с размерами площади контакта;

незасаливаемость в процессе работы;

малая способность к поглощению влаги.

Материалы: закаленная сталь по закаленной стали обеспечивает наименьшие габариты и высокий коэффициент полезного действия передач, но требуется высокая точность изготовления и высокая чистота отделки поверхности.

Наилучшие результаты получают от применения шарикоподшипниковых сталей ШХ15, 18ХГТ,18ХНВА и других. HRC60 на поверхности.

Чугун по чугуну применяют в передачах со сложной конфигурацией тел качения, больших габаритах, чаще для работы всухую.

Поверхностный слой катков делают повышенной твердости путем закалки или отбелки. Поверхностный слой катков часто делают с обкладками из других материалов. Сочетание материалов сталь – пластмасса предъявляет менее высокие требования к точности изготовления и чистоты отделки поверхностей.

В связи с большим коэффициентом трения требуется меньшая сила прижатия, коэффициент полезного действия получается несколько ниже, а габариты больше. Более надежны конструкции, у которых ведущее тело изготовлено из менее твердого материала, так как при случайном буксовании на нем не образуется лыски.

Материалы: кожа, прессованный асбест, феррадон, прорезиненная ткань; по стали или чугуну применяют как облицовку рабочих тел чугунных или стальных катков.