Из формулы (129) для каждой ступени

Zx = ЗбООЫ;, эФ;. = ЗбООЫ;,. ,фТТ. (132)

Эффективные частоты циклов ui) находятся по зависимости (123), в которой Vx и переменные.

Подставляя выражение для в формулу (130), имеем

3600Г 1;оХэфТ; = с?. Отсюда может быть найден ожидаемый срок службы ремня вариатора:

(133)

36ОО20Хэф-;.

Напряжение определяется для каждого режима по формуле (128).

Если нагрузка изменяется независимо от скорости, то для каждого скоростного режима необходимо по действительному времени работы t подсчитать эквивалентное время. Для этого на основании зависимости (130)

~- (134)

- наибольшие напряжения в ремне на каждой ступени по нагрузке и максимальное из них; т„ - относительное время работы на этих ступенях.

Далее расчет производится, как и для первого случая, но не по действительному времени работы, а по эквивалентному.

Для проектного расчета передачи вводим в зависимость (128а) выражение для предела усталости из формулы (127) и разрешаем ее относительно полезного напряжения:

m - l m

(135)

Формула (135) позволяет установить допускаемое полезное напряжение ko, которое обеспечивает одновременно как тяговую способность передачи, так и заданный срок службы ремней. Величина т = е" определяется тяговой способностью, к р - долговечностью.

В проектном расчете по формуле (135) для определения m угол скольжения можно принимать равным (0,6...0,7) а, где а - меньший из двух углов обхвата. Приведенный коэффициент трения / определяется для обоих шкивов по формулам (44) и (45). Расчет ведется по шкиву, у которого произведение (af) меньше. Вследствие трудности точного учета на этом этапе всех переменных параметров работы величина Z определяется приближенно с введением коэффициента переменности нагрузки Из формул (129) и (123) при двух шкивах получаем

2зф=--=380-

(136)

здесь tti в об/мин; Т в ч; I; берется по графику на рис. 52 при средних значениях о/а. При равной вероятности каждой нагрузки Д. Н. Решетов рекомендует „ер = 2,1.

Отношение длины ремня к минимальному диаметру ведущего шкива:

при одном регулируемом шкиве

- = Д[(2Л + 0,5я)1„,„ + 0,5я]; при двух регулируемых шкивах и in,ax > l/fmln -l = i„,3x(2A-f 0,5я) +0,5я.

(137)

(137а)

Относительное межосевое расстояние Л устанавливается конструктивно.

Чтобы обеспечить передачу ремнем полезного напряжения к,,, подсчитанного по зависимости (135), и соответствующей ему окружной силы, ремень необходимо натянуть с силой f о и обеспечить осевые силы Fi и Fz, определяемые соответственно по формулам (57), (70а) и (71а).

После определения всех размеров и переменных параметров необходима проверка ожидаемого срока службы по формуле (133).

В мировой практике расчет клиновых ремней по максимальному напряжению применяется для некоторой условной передачи с двумяшки-вами при t = 1 (I, = 1, а = 180°), определенной длине ремня Lo, условной долговечности Тд = 24000 ч и спокойной постоянной нагрузке. Тогда допускаемая мощность на один ремень в такой передаче на основании зависимости (135) при m = 5 и /7 = 11 с учетом (129) и (38) будет

"1" - (Л1у-о.ад A,d- - A,v) V. (138)

Рис. 52, Значения коэффициента g,- для расчета клиноременных передач с двумя шкивами

/Vo =

Здесь

А -г т-1 / LqI.- \o.09. 1 m V Зб00гшкГ„ /

Л = 2Хру£р и Лз="-

Допускаемая на ремень мощность при данных условиях работы

m-NfijOiCfip. (139)

Здесь коэффициенты С, Ci, и Ср учитывают соответственно действительные угол обхвата, длину ремня, передаточное число,

вид и режим работы передачи. Значения этих коэффициентов даются для каждого сечения ремня. Допускаемые мощности, подсчитанные по зависимости (138), даются в табличной форме в национальных стандартах и в рекомендациях ISO и СЭВ, в ГОСТ 1284.3-80 и РТМ на узкие и поликлиновые ремни.

В методике SAE [104] расчета кордшнуровых вариаторных ремней для сельскохозяйственных машин оценка долговечности земней производится по так называемой усталостной скорости. Тод последней понимается такая длина ремня Ly, при которой ремень в данных условиях разрушится за 100 ч работы. Значение Ly определяется по формуле

logLy= 11,11 log

N vG

Cv + logy - lOgCg.

Коэффициенты C, C, Cg зависят от размеров ремня, G учитывает влияние угла обхвата.

Усталостные скорости подсчитывают для каждого шкива передачи и затем суммируют. Срок службы (ч) ремня

100.

Анализ формул SAE показывает, что они могут быть заменены зависимостью (126а) при а, определяемом по формуле (128).

Следует иметь в виду, что расчет по приведенным формулам носит относительный характер. Клиновые ремни разной конструкции, с различным материалом корда и изготовляемые по различной технологии существенно различаются по своим упругим и тяговым свойствам, а также по выносливости. Большое значение имеет и качество изготовления ремня - правильность расположения корда по высоте и ширине ремня, степень его вытяжки, качество сцепления с резиной, однородность исходных материалов. Существенно снижают долговечность ремня и всего вариатора, вибрации и динамические нагрузки, возникающие вследствие изменения ширины ремня по его длине. Поэтому испытания на долговечность ремней даже из одной партии показывают на очень большой разброс результатов [86].

Сроки службы ремней изменяются в зависимости от параметров передачи и условий работы в широких пределах: от нескольких сот часов в вариаторах транспортных средств при форсированных параметрах (малых диаметрах и высоких частотах пробегов) до 5000 ч и более в стационарных машинах.

Глава 5

КОНСТРУКЦИИ и РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННЫХ ВАРИАТОРОВ

5.1. ВАРИАТОРЫ С КЛИНОВЫМИ РЕМНЯМИ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ

Бесступенчатые клиноременные передачи со стандартными ремнями по ГОСТ 1284.1-80 просты по конструкции и надежны в работе. Применяются преимущественно встроенными в рабочие машины; почти не требуют специального места и легко комбинируются с другими узлами машин.

Выполняются с числом ремней до шести. Однако при большом числе ремней требуется повышенная точность выполнения шкивов, чтобы обеспечить одинаковое передаточное отношение всех ручьев. Применяются при малой мощности, но могут использоваться и при мощности до 60 кВт.

Вследствие малой ширины.стандартных ремней диапазон регулирования небольшой. С целью некоторого его расширения углы канавок шкивов назначают немного меньше, чем для нерегулируемых передач. Допустимо на регулируемых шкивах для ремней сечений О - В принимать ф = 30° и для сечений Г и Д - ф = = 32°.

В табл. 13 приведены величины возможного изменения диаметра шкива Ad, а также предельные диапазоны регулирования Д при одном и двух регулируемых шкивах с указанными углами канавок и при диаметрах шкивов d, минимально допустимых по ГОСТ 20898-75. Диапазоны Д передач с двумя регулируемыми шкивами даны при симметричном регулировании. Следует иметь в виду, что применение обоих шкивов с диаметрами, равными минимально допустимым, снижает срок службы ремней. В передачах со смещенным диапазоном регулирования в сторону редуцирования второй шкив увеличивается, долговечность ремня повышается, но Д уменьшается.

Для некоторого расширения диапазона регулирования наименьшие диаметры шкивов при кордшнуровых ремнях можно снизить до значений, допустимых по ГОСТ 10286-75, а именно для сечений А, Б и В соответственно до 80, 100 и 140 мм.

Для передач с несимметричным регулированием, а также при использовании шкивов с диаметрами, отличными от указанных в табл. 13, диапазон регулирования определяется по формуле (24), причем он будет меньше значений, указанных в табл. 13; величина Ad берется из этой таблицы.

Регулирование скорости в рассматриваемых вариаторах может производиться или только в покое, или при работе передачи. В первом случае применяются простейшие регулируемые шкивы, три конструкции которых показаны на рис. 53. Подвижные диски в них сидят на ступице неподвижных дисков на резьбе. Фиксация производится стопорными винтами через медные сухарики.

Рис. 53. Простейшие регулируемые шкивы для стандартных ремней с односторонним движением дисков:

а - на один ремень; б - на два ремия; в - с расширенным диапазоном регулирования (регулируемые диски показаны в двух положениях)

13. Наибольшие значения Ad и Д для ремней по ГОСТ 1284.1-80

В шкиве на два ремня (рис. 53, б) для обеспечения одинакового расчетного диаметра обоих ручьев требуется тщательная выверка их с проверкой по контрольному ролику.

Шкив на рис. 53, в выполнен двусторонним, что расширяет диапазон регулирования.

В рассматриваемых шкивах перемещение дисков одностороннее, поэтому при регулировании ремень смещается на шкиве в осевом направлении. Для избежания перекосов ремня следует оба шкива делать регулируемыми с размещением подвижных дисков с противоположных сторон. Одновременно этим достигается по-

Рис. 54. Простейшие регулируемые шкивы с двусторонним перемещением дисков

стоянство натяжения ремня без изменения при регулировании положения валов.

На рис. 54 представлены три конструкции шкивов с двусторонним движением дисков. Перекоса ремня в них при регулировании не происходит и при одном регулируемом шкиве.

В шкиве на рис. 54, а диски перемещаются по втулке на резьбе и фиксируются контргайками с винтами. Шкив закрепляется на валу с помощью конической разрезной втулки. Во избежание перекоса ремня необходимо при регулировании оба диска перемещать одинаково. В шкиве на рис. 54, б для этой цели применен винт а в шкиве на рис. 54, в - барабан / с резьбами разных направлений.

Недостатком передачи со шкивами, изображенными на рис. 53 и 54, является сложность регулировки. В процессе ее осуществления необходимо следить за тем, чтобы получить требуемую ско-)ость ведомого вала и одновременно сохранить натяжение ремня. Тоэтому применение таких шкивов оправдано только при редких переналадках. При частом регулировании и осуществлении его на ходу применяются передачи: при одном регулируемом шкиве -