в рассматриваемых передачах перемещение дисков одностороннее. Подвижные диски в каждой ступени располагаются на одном валу справа, на другом слева. Передачи могут быть выполнены соосными, когда геометрические оси ведущего и ведомого валов располагаются на одной прямой, а также с параллельным расположением всех валов.

По способу перемещения дисков могут быть осуществлены следующие схемы:

с принудительным перемещением двух дисков на шкивах промежуточного вала или на шкивах ведущего и ведомого вала

Рис. 88. Характеристики двухступенчатых передач с разным размещением подпружиненных шкивов

(рис. 87, а) и со свободным перемещением двух остальных дисков (передачи с плавающими дисками);

с принудительным передвижением дисков на двух шкивах и с двумя другими пружинными шкивами (рис. 87, б и в);

с принудительным перемещением дисков всех четырех шкивов (рис. 87, г).

Испытания двухступенчатых вариаторов с двумя плавающими дисками, проведенные Б. Н. Ивановым [34], а также И. И. Во-, робьевым, показали, что при изменении нагрузки эти диски самопроизвольно смещаются. Это ведет к изменению угловой скорости ведомого вала, достигающему 10... 15%. КПД вариатора пониженный - 0,6...0,83. Эти недостатки объясняются тем, что осевые силы на плавающих дисках обеих ступеней автоматически выравниваются, в то время как окружные силы, передаваемые ремнями, различны. В этих условиях наиболее нагруженный ремень оказывается натянутым недостаточно.

Вследствие указанных особенностей применять передачи с самоустанавливающимися дисками не рекомендуется.

В двухступенчатых передачах по схемам рис. 87, б и е с двумя подпружиненными и двумя шкивами с принудительной регулировкой имеется возможность обеспечить каждому ремню свое натяжение и приблизить его к требуемому. Меняя положение шкивов с пружинами, можно изменять силовую характеристику вариаторов (рис. 88).

В двухступенчатых вариаторах с подпружиненными шкивами падение скорости вращения под нагрузкой также очень существенно. Испытания Б. Н. Иванова [34] показали, что жесткость характеристики вариатора и его КПД могут быть повышены только применением принудительного движения дисков всех четырех шкивов.

Рис. 89. Схема двухступенчатого вариатора с перемещаемым блоком регулируемых шкивов

Рис. 90. Унифицированный шкив с плавающим диском для двухступенчатых передач сельскохозяйственных машин

Получили некоторое распространение двухступенчатые передачи с ведущим и ведомым шкивами постоянного диаметра и переменными шкивами промежуточного вала (см. рис. 3, г). Диски последних шкивов объединены в один блок / и размещаются на качающемся рычаге 2 (рис. 89). Наружная или внутренняя пара дисков блока / делается плавающей. Регулирование достигается поворотом рычага 2.

Подобная передача npHMCtjena из условий компоновки в комбайнах СК-3, СК-4, «Нива» и «Колос». Положение точки качания

рычага подбирается так, чтобы натяжение обоих ремней не изменялось при регулировании.

На рис. 90 дана унифицированная конструкция промежуточного шкива с плавающим средним диском для подобной двухступенчатой передачи сельскохозяйственных машин.

Вариаторы этой схемы имеют следующие недостатки. Скорость ремня второй ступени изменяется в широких пределах: отношение

l2max/2mln = Д = max, ТОГДЗ КЗК В ОДНОСТупеНЧЗТЫХ ПСреДЗЧЗХ

ЭТО отношение рзвно гах- В взризторе комбзйнз «Нивз» при Д = 2,56, Uamax = 43 м/с И Uamin = м/с. Окружные силы нз обоих ремнях в рзз больше однз другой. Осевые силы нз ведущем шкиве второй ступени и ведомом первой ступени должны быть рззличными, при плзвзющих же дискзх они рзвны. В ре-зультзте один из ремней рзботзет нз некоторых режимзх с избыточным коэффициентом тяги в условиях, близких к буксовзнию. При нзличии двух ремней внутренние потери выше, з КПД ниже, чем в одноступенчзтых передзчзх. В то же время по дизпззону регулировзния они рзвноценны. Прзктикз зксплузтзции взриа-торов на ходовую часть комбайнов подтверждает их неудовлетворительную работу, хотя при малых мощностях вследствие простоты конструкции они вполне применимы.

5.4. РАСЧЕТ ВАРИАТОРОВ С ШИРОКИМ РЕМНЕМ

При расчете передачи с широким клиновым ремнем и установлении ее размеров необходимо учитывать:

геометрию передачи, обеспечивающую осуществление -регулирования в заданном диапазоне;

долговечность ремней и КПД передачи;

тяговую способность передачи.

Первые два условия определяют выбор относительной ширины V, угла канавки ф и отношения # минимального диаметра к высоте ремня. Зависимости этих величин от характеристики передачи определяются формулами (27) и (28), влияние их на ее работу рассмотрено в разделе 3.3. Выбор этих параметров дан в разделе 5.2,

Допускаемое полезное напряжение зависит от натяжения, угла обхвата, скорости ремня, относительной величины малого диаметра и требуемой долговечности. Величина его может быть определена из зависимости (135).

Из анализа потерь в клиноременной передаче (см. раздел 4.7) следует, что основные из них значительно возрастают с уменьшением диаметра шкивов и с уменьшением поперечной жесткости, т. е. с увеличением относительной ширины v. Кроме того, при дейг ствии сжимающих ремень осевых сил и малой толщины ремня устойчивость его в канавке оказывается пониженной. Поэтому натяжение ремня и полезное напряжение следует снижать с уменьшением относительного диаметра шкива д и с увеличением отно»

сительной ширины V. На основании практических данных для предварительного расчета допускаемое полезное напряжение можно принимать

[k] = (20 - 4v) -j кгс/см1 (145)

Формула (145) получена из анализа рабочих параметров существующих вариаторов с учетом влияния скорости и угла обхвата. Поэтому полученные по ней значения Ik ] корректировать в зависимости от этих факторов нет надобности.

Для передачи с ограниченным сроком службы ремня, например, сельскохозяйственных машин, допускаемые напряжения можно значительно увеличивать (на 50,..60%) с последующей проверкой долговечности ремня.

В табл. 15 по приложению к ОСТ 38.5.17-73 приведены мощности Nf,, допускаемые для клиноременных вариаторов с симметричным регулированием при скорости и = 20 м/с, угле обхвата а = 180° и спокойной работе. Мощность, допускаемая при данных условиях,

NNo-. (146)

Коэффициент kl учитывает влияние угла обхвата и берется при

а°............... 180 170 160 150 140 130 120

kl............... 1 0,98 0,95 0,92 0,89 0,86 0,83

Коэффициент учитывает влияние скорости и при

V ............... 5 10 15 20 25 30 35

ftjj............... 0,30 0,60 0,85 1,00 1,10 1,05 0,90

Анализ этих данных показывает, что влияние скорости необоснованно завышено, особенно при и > 20 м/с. В вариаторах с подпружиненными шкивами центробежные силы увеличивают напряжение в ремне, но на тяговую способность влияют слабо.

Влияние характера нагрузки и продолжительности работы на протяжении суток учитывают коэффициентом kg, значения которого берутся теми же, что и для нерегулируемых клиноременных передач (см. ГОСТ 1284,3-80).

Для вариаторов с несимметричным регулированием обоих шкивов допускаемая мощность может быть повышена на 10%; а для вариаторов с одним регулируемым шкивом снижается при постоянном ведущем шкиве на 10% и при постоянном ведомом на 20%. Последнее не оправдано: в передаче с постоянным ведомым шкивом, как правило, / > 1, больший диаметр этого шкива и "больший угол обхвата повышают тяговую способность и долговечность ремня, снижают потери.

В проектном расчете, когда неизвестны сечения ремня и размеры шкивов, удобно вначале находить наименьший расчетный

диаметр шкива. Для этого представим площадь сечения широкого ремня в виде

Если передача работает при постоянной мощности N, то

„ \02N 102.60- \00N i max -

У min

(147)

(148)

Здесь и ниже диаметры шкивов даны в см. С другой стороны,

приравнивая правые части последних выражений, получаем

здесь Ni в кВт, [k] в кгс/см.

По формуле (148) может быть определен наименьший расчетный диаметр ведущего шкива для любых передач, работающих при N = const, как с одним, так и с двумя регулируемыми шкивами с симметричным и несимметричным регулированием. Отношением д задаются для меньшего шкива. Если при несимметричном регулировании <di, то §2 < i. и в последнюю формулу вводят

(шах + 1 (mm

В передачах с двумя регулируемыми шкивами, работающих при постоянном моменте сопротивления Жг, окружная сила

F = t шах

Для передачи с симметричным регулированием и несимметричным при 2 < dl заменим в формуле (147) и &! на и вг и, приравняв к последнему выражению, получим

d2 = Y-

2М,Щ

(150)

здесь крутящий момент в кгс-см.

При несимметричном регулировании и dj < dj выбирают отношение §1, а в формулу (150) вводят dg. определяемое из выражения (149).

Для передач с одним регулируемым ведущим шкивом, работающих при Mi = const, окружная сила постоянна и составляет

2

2Л1,

а* шах

Для этих передач наименьший расчетный диаметр (см) ведущего шкива определяется по формуле

diY". (151)

У (шах [k] zv

Если в последней передаче натяжение осуществляется пружиной на ведущем шкиве, то минимальную осевую силу на пружину определяют из формул (70а) или (72) по положению ремня на наибольшем его диаметре. Во всех остальных положениях натяжение ремня будет излишним. Пружину здесь целесообразно брать возможно меньшей жесткости. Расчет ее производят по наибольшей силе в положении ремня на наименьшем диаметре.

Для расчета клиноременного вариатора должны быть даны: мощность N или момент в зависимости от частоты вращения, п, Д я условия работы. Расчет выполняют в следующем порядке.

1. При несимметричном регулировании задаются in,ax и из формулы (3) определяют iu, при симметричном регулировании из формулы (1а) находят iax и imij,.

2. Из выражения (1) определяют пт и пгащ и по одной из формул (За), (36), (Зв) отношение D/d.

3. Задаются углом канавки ф, отношением О и числом ремней Z.

4. По формуле (27) или номограмме на рис. 58 определяют необходимую относительную ширину ремня v и округляют ее значение в большую сторону до v = 2,25 или 3,1, что соответствует стандартным ремням по табл. 15. При получении еще большей ширины v следует уменьшить угол ф и снова пересчитать v или применить ремень специального сечения.

5. Из зависимости (145) находят Ik].

6. По одной из формул (148), (150) или (151) в соответствии с характеристикой привода находят наименьший диаметр di или da.

7. Определяют размеры ремня: h = dlft, = hv и округляют их до стандартных значений по табл. 15, после чего корректируют диаметр d, сохраняя О.

8. Как указано в табл. 2, находят остальные расчетные диаметры дисков. При несимметричном регулировании после определения длины ремня и межосевого расстояния их уточняют, пользуясь формулой (15).

9. По (8) и (9) определяют наибольшие скорости ремня и на ободе шкива и проверяют их допустимость.

10. Задаются межосевым расстоянием а и по формуле (12а) определяют длину L ремня для крайнего положения, для которого известны диаметры шкивов; при одном регулируемом шкиве -• на наибольшем его диаметре. Найденное значение L округляют до стандартного по ряду 7?-20 или RAO.

И. Из формулы (13) находят окончательное межосевое расстояние а, при одном регулируемом шкиве a и а. Для передач