Наиболее удобно перемещения отсчитывать от положения при ix = 1. Тогда для дисков: ведущего

ведомого

х2 =

Dcp-Dix

(18)

На рис. 5 отрезки 0% и Оа пропорциональны и Xj. Если перенести начало координат в точку 0, то те же кривые относительно новой оси абсцисс дадут закон изменения х- и от i.

Подставляя в уравнение (18) значение Dp из равенства (16а), после преобразований имеем

1 - 4 ш ; 2

Хо = -

D, - D

Чтобы обеспечить работу ремня на диаметрах, соответствующих L = const, перемещения ведущих и ведомых дисков должны быть разными. При одинаковых перемещениях сумма диаметров шкивов будет постоянна, и, как видно из приведенного примера, длина ремня и его натяжение будут значительно изменяться.

Значения Xi, а также и можно рассматривать как алгебраическую сумму основного перемещения ведущего и ведомого дисков в разные стороны на

Dx-D

(19)

и дополнительного смещения дисков обоих шкивов в одну сторону (на раздвижные)

В формуле (19) знак плюс для ведущего шкива, и минус - для ведомого. Полные перемещения дисков

= Хп + Ах и Ха = Хо + Ах.

Здесь Хо берется со знаком плюс при раздвижении данной пары дисков и минус - при их сближении.

Исключая из формул (19) и (20) Dx и D, получаем

Ах = -

(21)

па tg

В вариаторах с принудительным перемещением дисков обоих шкивов механизм регулирования должен обеспечить указанные различные перемещения х и Xj, для чего предусматриваются специальные корректирующие устройства [67]. При принудительном передвижении дисков можно дать и равные перемещения х = Xj, а изменение длины ремня компенсировать выполнением дисков с криволинейной образующей. Метод профилирования дисков для этого дан в работе [72]. При одном подпружиненном шкиве различие в перемещениях х и Xj обеспечивается автоматически за счет деформации пружины. Однако в этом случае натяжение будет по диапазону регулирования изменяться за счет деформации пружины и ремня.

2.3. ДИАПАЗОН РЕГУЛИРОВАНИЯ

Достижимый диапазон регулирования определяется изменением расчетного диаметра шкива на величину (рис. 6)

м = 2 tg -f - ) = (6i - А) ctg , (22)

где А - зазор между дисками в положении ремня на D.

При одном регулируемом шкиве (ведущем) в передаче максимальный диапазон регулирования

"1 /1

(23)

при обоих регулируемых шкивах

didi

(24)

Как видно из формул (22) и (24), для расширения диапазона регулирования необходимо увеличивать ширину ремня и уменьшать угол канавки и диаметры шкивов.

Диапазон регулирования двухступенчатой передачи по схемам на рис. 3, г, д будет Д = ДЛ, где и Да - диапазоны регулирования каждой ступени. В передаче по схеме на рис. 3, г регулируются только два шкива: ведомый первой ступени и ведущий второй ступени. Если предельные диаметры их Dg, и Dg, dg, то диапазон

d2d3

do.d«

При одинаковых размерах регулируемых шкивов (D = = Р и d = d = d)

я-НУ-

Следовательно, диапазон регулирования этой передачи такой же, как и одноступенчатой передачи по схеме на рис. 3, б и е. В то же время конструкция передачи по схеме на рис. 3, г сложнее одноступенчатой и поэтому нерациональна.

Диапазон регулирования двухступенчатых передач с четырьмя регулируемыми шкивами (см. рис. 3, д) будет

при одинаковых размерах шкивов Д = (Did)*. Всем двухступенчатым передачам свойственна неодинаковая нагрузка ремней первой и второй ступени.

Из формулы (22) может быть найдена минимальная ширина ремня, обеспечивающая регулирование в заданных пределах

6р = {М + 2hi) tg + А = [{D -d) + 2/ii] tg + А. (25)

Фактическая ширина ремня может быть меньше номинальной, при износе рабочих поверхностей она еще уменьшается. Кроме того, ширина ремня уменьшается вследствие прогиба его между дисками. Учитывая это, в положении ремня номинальной ширины на наибольшем диаметре шкива между дисками должен оставаться зазор А 0,050fcp. Вводя это значение А в формулу (25), получим

fcp= 1,05 [(D-d)+ 2/iiltg-f. (26)

Наименьшая относительная ширина ремня

Отношение = d/h обусловливает степень изгиба ремня, а следовательно, его долговечность и КПД передачи.

При данных параметрах ремня и шкива наибольшее допустимое отношение диаметров

(-) =

\ d /шах

0,95vctg---2A

+ 1.

(28)

Достижимые диапазоны регулирования при данном отношении (D/d) определяются по формулам (За)-(Зв).

В передачах с одним регулируемым шкивом и подвижным валом имеется возможность установить любой диаметр регулируемого шкива в пределах от d до D. Поэтому здесь действительный диапазон регулирования будет всегда соответствовать расчетному. То же самое имеет место и в передачах с двумя регулируемыми шкивами, если натяжение ремня можно производить перестановкой одного из валов.

В передачах с постоянным положением обоих валов на величину фактического диапазона регулирования будут влиять отклонения по длине ремня и вытяжка его в процессе работы. Как видно из рис.7, в этом случае при удлинении ремня от L до L расчетные диаметры шкивов d и станут равными dx и Dx. Разность длин согласно формуле (12) будет

AL = L- L =-f [(d; + d;) - (d,-f d,)] + + im-dxf-iDx-dxn

Рис. 7. Изменение диаметров шкивов при удлинении ремня

Так как Dx = Dx + Dx и dx = dx + A4, то AL = -f (AD, + A4) +

+ -i {[2 (ix -1)4 + AD, - Adx] {ADx - Adx)} *.

Пренебрегая малой величиной {ADx - AdxY и принимая a = = AD = Aijd для крайнего положения при i„ax. имеем

= 4-[ ("+%;ir)- + (" - )

Обозначим относительное изменение длины ремня = AUL, тогда с учетом (12)

12 п

AL = = \ 2Ы + (/„,, + 1) + -%=ii

Приравнивая правые части последних выражений, получаем

[лЛг„ + (imax - 1)1 AD + [jtAiax - («шах " 1)1 Ad =

= 8l [4A4ax + лЛгах («max + 1) + 0,5 (iax - 1)] d. (29)

* Здесь и ниже изменение расчетного диаметра из-за ошибок размеров или вытяжки ремня обозначено hd в отличие от изменения диаметра Д d при переходе из одного крайнего, лбложения в другое.

По формуле (30) могут быть найдены изменения диаметров шкивов в крайнем положении при данном относительном изменении длины ремня.

При симметричном регулировании диапазон регулирования при новых диаметрах d и d будет

Д

(30)

Если наибольшие расчетные диаметры шкивов d выбраны без учета удлинения ремня (т. е. ad = 0), то фактически в крайнем положении вытянутый ремень будет работать на диаметрах d и d. При этом увеличение диаметра меньшего шкива согласно формуле (29) составит

д, , Lx+ш.Am. + О + 0-5 (max - »)

nAimax - (Imax - 1)

Расчеты показывают, что при нормальной вытяжке ремня на 2,5% (ei, = 0,025) и Л = 1,4 ... 1,7 теоретические диапазоны регулирования Д = 4, 6, и 10 уменьшаются соответственно по Д = 2,8; 3,9 и 5,9, т. е. изменяются весьма значительно.

Основная вытяжка ремня происходит в первые часы работы. Поэтому для снижения потерь диапазона целесообразно межосевое расстояние устанавливать из формулы (13) не по номинальной длине, а увеличенной на половину возможной вытяжки ремня. В этом случае вначале диапазон регулирования будет меньше требуемого, но он быстро достигает заданного значения, а к концу срока службы ремня снова уменьшится, но на меньшую величину.

Если по мере вытяжки подтягивать ремень, изменяя диаметры обоих шкивов на одинаковую величину {ad =ad), и оставить ход дисков прежним, то наибольший расчетный диаметр должен быть увеличен по формуле (29) на

adSl-

шах + "Лгах (шах + 1) + 0.5 (max " ) р

2"Л4ах

В этом случае диапазон регулирования по мере вытяжки ремня уменьшается меньше (при указанных условиях на 10 ... 15%).

Чтобы при вытяжке ремня диапазон регулирования не изменялся, необходимо согласно выражению (30) соблюдать условие

AD Ad D d •

Для этого в соответствии с формулой (29) следует предусмотреть увеличение наибольшего расчетного диаметра на

ad = miP, (31)

4Л4ах + "Лах (шах + ) + (шах " ) nAlmax (fmax -f 1) -f (max - 1)

В этом случае в процессе вытяжки ремень необходимо подтягивать и одновременно несколько увеличивать ход дисков.

Значения коэффициента и в зависимости от Д и Л даны на диаграмме рис. 8. Как видно, о = 2,0 ... 2,5.

Следовательно, относительное увеличение диаметра AD = = (2 ... 2,5)ед1). По нормам sae для вариатор ных ремней сельскохозяйственных машин допускается удлинение ремня как за счет от- v клонения при изготовлении, так и 2,5 от его вытяжки ех,«»3%, что тре-бует увеличения диаметра на 6 ... 7,5%.

Если длина ремня меньше номи- 2,г

зон регулирования будет также мень-

Рис. 8. Зависимость коэффициента U от диапазона регулирования Д и относительного межосевого расстояния А

следнего необходимо минимальный диаметр диска уменьшить против расчетного на a!d = adli. Значение AD может быть найдено по формуле (31), при этом ед - относительное укорочение ремня.

При фиксированном положении обоих валов, учитывая возможные отклонения длины ремня и его вытяжку, минимальный расчетный диаметр должен быть несколько уменьшен, а максимальный увеличен против значений, соответствующих требуемому диапазону регулирования. Такое изменение диаметров равносильно кинематическому расчету по диапазону Др, несколько большему, чем заданный Д. Значение расчетного диапазона

d-Wjd

(32)

Здесь Sjr,! - возможное суммарное относительное увеличение длины из-за ошибок изготовления и вытяжки; е - возможное относительное укорочение ремня при изготовлении. При этом минимально необходимая ширина ремня должна определяться из формулы (25) по диаметрам, соответствующим диапазону Др.

Общие требования к механизму регулирования. Из анализа перемещений диска (см. раздел 2,2) и перемещения ремня на шкивах при изменении его длины следует, что механизм регулирования ременных вариаторов в общем влучае должен выполнять три функции: