с регулируемым межосевым расстоянием определяют пределы его изменения (см. с. 22).

12. Как указано на с. 125, находят конструктивные диаметры Dh и шкивов и контрольный размер т.

13. По формуле (25), определяя зазор А, проверяют возможность регулирования.

14. Из выражения (17) устанавливают перемещение дисков.

15. Определяют для крайних положений окружные силы и по формулам (53), (57), (70а) и (71а) натяжения ветвей при работе Fi, F2, в покое /"о, а также осевые силы F,i и F-

16. Рассчитывают пружину.

17. Делают поверочный расчет ремня.

Поверочный расчет ремня проводят для 6 ... 8 положений, определяемых координатой Xi подвижного диска ведущего шкива. Порядок расчета может быть следующим: по координате из формулы (17) находят Di и из зависимости (12) D затем передаточное отношение i, из формул (11) и (10) углы у, а, а, частоту вращения «2*" по формуле (123) частоту пробегов ы, по моменту М окружную силу Ff, а по характеристике пружины или другого нажимного устройства осевую силу F и коэффициент 2 = FJFf.

Далее методом итераций, решая совместно зависимость (74) и выражение т = е"<:22, определяют величины «.2, «„2, т, ар и из равенства aJ[ = aJ У"™ «с!- ош, по формуле (73) значение Yi и из зависимости (706) силу F. Затем определяют силы в ветвях f ц, Fl, F2 и напряжения а, а, 02, а„ и аах- В заключение по формуле (133) целесообразно сделать оценку возможной долговечности ремня.

Пример 2. Рассчитать регулируемую клиноременную передачу от электродвигателя 4А112М4 мощностью N = 5,5 кВт при = 1445 об/мин в приводе пластинчатого транспортера. Диапазон регулирования Д = 5, желательно Imax = 3. Привод работает при постоянном моменте сопротивления Mg. Конструкция передачи по рис. 72. Ориентировочно межосевое расстояние 450...500 мм.

Решение.

1. Минимальное передаточное отношение по формуле (3)

тах 3 tmln =-д- = 0.6.

2. Частота вращения ведомого вала

1445

"1

1 max - --

= 2408 об/мив;

12 min - --~ - max

ni 1445

= 482 об/мин.

•3. Момент на ведомом валу.

Согласно рис. 1, б полная мощность реализуется при (mm, тогда

Л1,= 974-=974 -5-»-»

2 max

КПД вариатора принят т) = 0,9.

2408

= 2,00 кгс-м.

4. На оснобании формулы (149)

Dl (tmax-f 1) dl

(Jmln-fl) 1.6

= 2,5.

5. Принимаем ремень из ряда 1-В с относительной шириной v = 3,1, угол канавки ф = 26°- При этих данных и D/d = 2,5 по номограмме рис. 58 можно принять относительный диаметр •di = 8. Относительно большое значение Ообеспечивает повышенную долговечность ремня.

6. По зависимости (145) допускаемое полезное напряжение

[ft] = (20 - 4v) - = (20 - 4 - 3,1) i = 6 кгс/сма.

7. По формуле (150) наименьший расчетный диаметр ведомого шкива

%/ 2МЩ \f 2-200.12 , .

при этом

train = 8

(mln-fl 1,6

Наибольший расчетный диаметр ведущего шкива

212 max

0,6 = 12.

«i(i-i)

= 254 мм.

Здесь общая потеря скорости принята \ = 0,05. 8. Размеры ремня

»12мм.; 6р =Av = 12-3,1 =37,2 мм.

л=4 = .

По табл. 6 берем стандартный ремень 1-В40 кордшнуровой зубчатый с размерами: 6р = 40 мм, А = 13 мм, Ар = 3,2 мм, площадью Si = 5,08 см и массой q = 0,63 кг/м.

9. Принимая межосевое расстояние а = 450 мм, по (12а) определяем длину ремня L = 1532 мм. Ближайшая стандартная длина L = 1600 мм, тогда ремень 1-В40-1600Ш -зубчатый ОСТ 38.5.17-73.

10. Окончательное межосевое расстояние по формуле (13) будет а = = 483 мм. Для компенсации отклонений в размерах и вытяжки межосевое расстояние должно изменяться в пределах: amm = а - 0,015L = 461 мм и атях = = a-f 0,03L = 533 мм.

И. По формуле (15) при отношении диаметров i, = - ?) = 2,85

наименьший диаметр ведущего шкива = 102 мм, что больше минимального допустимого по стандарту dmin = 71 мм (см. табл. 15). Наибольший диаметр ведомого шкива ,

2=1тах = 102-2,85 = 290 мм.

12. Конструктивные размеры шкивов (см. рис. 57)

Dni = Dt -f 2с « 262 мм; Она = О2 -f 2с « 298 мм; "ifl] =«1 -2Ai « 82 мм и йв2 = 2-21 125 мм.

При этом принято: с Ъ; = h - Ар.

13. Наименьший зазор между дисками ведомого шкива по формуле (25)

Д = 6р ~ (Da - da-f 2Ai) tg--= 3 мм,

что допустимо.

14. Перемещения дисков по формуле (17): atj = 17,5 мм и Х2 = 16,7 мм.

15. Приведенные коэффициенты трения

sin-l-

= 1,65 и Гг = -

/cosP

sin -I + sin P cos

= 0,75.

При этом принято: / = 0,35, ф : двух крайних положений.

16. Скорость ремня (м/с)

nPixtii . " 60

17. Окружная сила (кгс) Ft = 2MJD

18. Углы обхвата по формуле (10а)

26° и Р = 30°. Дальнейший

При Imax 7,7

13,8

/ «1 = 158° = 2,76 рад 1 «2 = 202° = 3,52 рад

19. Углы скольжения «с и значения m и В данном случа жений тяговая способность лимитируется ведомым шкивом, так изведение aJ меньше.

Принимаем = 0,602 2,11 рад

Угол скольжения = «са/г/Я 0,96

Углы сцепления апх = - ах 1,80

ап, = «2 - 002 1,41

Значения m = е 4,85

Коэффициент тяги i) = (т - 1)/(т + 1) 0,658

20. Силы в передаче. Натяжение от центробежных сил (кгс)

Натяжения ветвей (кгс)

Ft+Fu

4,0 21,4 7,6

расчет ведем для

При imin 19,2

27,6

193° = 3,36 рад 167° = 2,92 рад е для обоих поло-как для него про-

1,75 рад 0,8 2,56 1,17

3,7 0,575

25 . 62,8 35,2

т-1

Осевые силы (кгс):

по формуле (70а) Fi 44

по формуле (71а) Fx2 23

Пружина при УИг = const ставится на ведомый шкив. Рассчитывается по л-2шах = 86,5 кгс, число ее витков определяется по полной деформации, определяемой по формуле (80):

47,5

тах -

2х,Рхы

Fx2d-Fx2D

2-16,7-47,5 47,5-23

= 64,7 мм.

5.5. КЛИНОРЕМЕННЫЕ ВАРИАТОРЫ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Клиноременные вариаторы нашли широкое применение в автоматических трансмиссиях транспортных средств: мопедах, мотороллерах, мотосанях; начинают применяться в микромотоциклах, мотоуборочных машинах.

Применение в этих машинах клиноременного вариатора позволяет осуществить автоматизацию трансмиссии простейшими средствами без использования сложной электроники, упрощает управление машиной, так как водитель манипулирует только одной ручкой или педалью газа. Это в свою очередь повышает безопасность движения. Кроме того, наличие клиноременного вариатора упрощает трансмиссию, обеспечивает использование

двигателя на оптимальных режимах и уменьшает токсичность

выхлопных газов.

Как известно, передаточное отношение трансмиссии транспортных средств должно изменяться в зависимости от скоростного и силового режима их работы. Для автоматизации управления клиноременным вариатором используется зависимость осевых сил от передаточного отношения и нагрузки передачи.

Если регулируемым дискам предоставить свободу в осевом направлении и сделать осевые силы зависимыми от частоты вращения и передаваемого момента, то при изменении этих параметров диски будут автоматически перемещаться до установления

Рис. 91. Нажимные устройства клиноременных вариаторов:

а - центробежное шариковое; б - центробежное рычажное; в - кулачковое

нового равновесного состояния, изменяя передаточное число в соответствии с новым режимом.

В качестве средств, воздействующих на осевые силы, применяют пружины сжатия и кручения, центробежные, кулачковые и вакуумные устройства. Комбинируя эти устройства и подбирая ИХ характеристики, можно добиться необходимого закона изменения передаточного отношения по скорости движения машины и нагрузке.

На ведущих шкивах вариаторов мотосредств ставят, как правило, центробежные нажимные устройства, шарикового или рычажного типа.

Осевая сила (кгс), развиваемая шариковым устройством (рис. 91, а),

F =

"шц. t"i cos ф1 cos ф2

90 sin (ф1 -f Фа)

(152)

где т - масса шара, кг; гщ *- число шаров; - частота вращения шкива; фх и фа - углы направляющих конусов;/?ti.T -

радиус центра тяжести шара (м), связанный с перемещением Xi регулируемого диска зависимостью

ц. т - -ц. т о +

cos ф1 cos (

sin (ф1 + фз)

(153)

Осевая сила, развиваемая рычажным центробежным устройством (рис. 91, б),

F - "РЦ- 1 sin а 90 rcosP

(154)

где т - масса одного груза, кг; - число рычагов-грузов; Гъ г, а, р - радиусы и углы рычага по схеме. Радиус центра тяжести груза

Г) р I 1 cos «о-cos а «• ~ Г2 sin Ро - sin р

(155)

где ао и Ро - углы при /ц..о-

Для обоих устройств -ц.то - радиус центра тяжести шара или груза в исходном положении, соответствующем iy. и = 0.

Из зависимостей (152) и (154) видно, что осевая сила, создаваемая центробежным устройством, зависит от частоты вращения ведущего шкива (вала двигателя) и координаты положения регулируемого диска.

Осевая сила, развиваемая пружиной сжатия, зависит только от перемещения х соответствующего диска:

лпр = /прО + СпХ. (156)

Здесь fi,p„ - минимальная сила пружины в крайнем положении подпружиненного диска; - жесткость пружины, кгс/мм. Кулачковое устройство (рис. 91, в) реагирует на изменение нагрузки, и осевая сила, развиваемая им при передаче крутящего момента М,

/•к tg (р ± рк)

(157)

где - средний радиус кулачка; Р - угол подъема кулачка на среднем цилиндре; - угол трения.

В формуле (157) знак плюс - при сближении дисков данного шкива и знак минус - при их раздвижении при установившемся режиме = 0. Как видно, трение на кулачке существенно влияет на осевую силу и искажает реакцию нажимного устройства на изменение крутящего момента. Поэтому целесообразно в кулачковом устройстве заменять трение скольжения трением качения.

Кулачки и пружины могут ставиться или по отдельности, или в сочетании друг с другом, или с центробежным устройством. Рациональна комбинация кулачка с пружиной кручения, замыкающей кулачковую пару. В этом случае общее осевое усилие,

создаваемое через кулачок как крутящим моментом М, проходящим через эту пару, так и пружиной, будет

(158)

Р М + Сф (Фо + Фх)

где Сф - крутильная жесткость пружины, кгс-м/рад; фо - начальный угол закрутки пружины в положении ремня на наибольшем диаметре этого шкива; ф, = 2л --дополнительный

J 2 / /

if- Jl

Рис. 92. Шкивы автоматического клиноременного вариатора мопеда фирмы Motobecan: а - ведущий; б - ведомый

угол закрутки при смещении х\ Рк - шаг винтовой поверхности кулачка.

Если в подобной комбинации пружина работает также и на сжатие, то полное осевое усилие, создаваемое этим устройством,

М + Сф (Фо+Фл)

F =

* к. п

Гк tg (р ± Рк)

Fпр о nXi-

(159)

Обзор вариаторов мотосредств дан в работе [53]. Приведем некоторые конструкции.

На рис. 92, а дана хорошо зарекомендовавшая себя конструкция вариатора мопеда фирмы Motobecan. Ведущий шкив выполнен с центробежным нажимным устройством / шарового типа. Диски шкива сидят па валу двигателя вхолостую и соединяются с ним двумя центробежными муфтами: колодочной 2, служащей для aaj пуска двигателя на ходу мопеда, и лепестковой 3, включающей вариатор по достижении валом двигателя определенной частоты