<рис. 121, а); касание внутреннее. Ведомое колесо может быть и плоским.

Относительно большое скольжение, присущее передачам по этой схеме, ограничивает длину линии контакта, и поэтому передача применима при мощности до = 4,5 кВт и узких пределах регулирования. Материал пары - сталь или чугун по текстолиту, работающие без смазки. Вал ведомого колеса плавающий; нажатие производится пружиной, воздействующей на ведомый вал. Регулирование осуществляется изменением диаметра ведущего колеса перемещением двигателя по направляющим.

Рис. 121. Конусный вариатор типа Webo:

а - общиА вид; б - схема перемещения колес

Валы расположены под углом один к Другому (рис. 121, б). Если 2ai и 2а2 - углы конусов, то угол между осями валов 7 = ocj, - aj. Принимают = 80 ... 85" и v = 3 ... 5°.

При перемещении ведущего вала в вертикальном направлении на величину у радиус ведущего конуса из..]еняется на

д у sin at sina,

При этом ведомый вал должен переместиться в горизонтальном направлении на

x = ,ctga2 = Ar.

Передаточное отношение

. Га ± m sin «г Г1х± т sin «1

г2 ± т sin «2

Знак плюс берется при < 1, минус - при i; > 1. Наименьшее передаточное отношение при работе на ускорение ограничивается касанием в точке а образующих (рис. 121, б), противоположных рабочим образующим. Оно составляет

min

cos ai

cos(2ai -аг) ~ iRi Ориентировочно можно принять = 0,65 ... 0,70. Наибольшее передаточное отношение ijax ограничивается скольжением, так как при использовании слишком малых радиусов последнее сильно возрастает. При выбранной величине скольжения /„ах можно определить по формуле (178). Для этих передач принимают /п,ах ДО 1,5 и в крайнем случае до 2,0. Диапазон регулирования Д„, = /n,ax/fmin = = 2,5 ... 3.

Для уменьшения скольжения следует брать возможно большим: = 1,5 не менее 6 ... 7 и при i == 2 -

При расчете целесообразно по ijsx г--

ным «1, аа и I из формулы (179) определить ф и затем по (206) или (207) найти минимальный радиус шкива.

Если передача работает при М, = const, то Ft = const и нажатие пружины должно быть постоянным. Для этого ведомое колесо необходимо выполнять плоским (ttj = 90°).

При постоянной мощности нажатие переменно и

Ф = lJb при г„,ах = -до8... 10. и выбран-

frix

Рис. 122. Изменение силы нажатия в вариаторе типа Webo

Наибольшее нажатие имеет место на минимальном радиусе г. Отношение сил нажатия в крайних положениях

Fn шш I" 1 Fn max Rl

Угол ведомого конуса в этом случае выполняют отличным от 90°. Тогда при регулировании ведомый вал перемещается в осевом направлении на величину х и соответственно деформирует пружину. Дополнительная деформация ее при перемещении из одного крайнего положения в другое должна обеспечить повышение нажатия от до F„„ax-

При линейной характеристике пружины (рис. 122)

" - It 4im

Ffi mm

Fn max

где Я, - полная деформация пружины при работе на радиусе

Отсюда

fi -а Ri Ri

Подставляя сюда приведенное выше выражение для перемещений, получаем, что для обеспечения необходимого изменения силы нажатия полная деформация пружины

sm ai 1

(214)

Расчетная сила, действующая на пружину, = /„шах sin «2-Сила нажатия, создаваемая пружиной, изменяется по прямой ас (рис. 122), а необходимое давление - по кривой аЬс. В промежуточных положениях нажатие будет несколько избыточным.

На данном скоростном режиме вариатор с нажатием, осуществляемым пружиной, работает с постоянной силой нажатия независимо от нагрузки. Если нагрузка изменяется независимо от скоростного режима, то вариатор целесообразно выполнять с нажатием, пропорциональным нагрузке. Для этой цели зубчатая пара, которая устанавливается за фрикционной парой (см. рис. 121, а), выполняется с косыми зубьями. Направление и угол наклона зуба устанавливаются так, чтобы осевая сила Fa, действующая со стороны ведомой шестерни на ведуЩ,ую, создавала необходимую силу прижатия во фрикционной паре. Ведомое колесо делается в этом случае плоским. Осевая сила в зубчатой паре

где Ff3, Ft - окружные силы соответственно зубчатой и фрикционной пар; Y - угол наклона зуба на начальном цилиндре; Г2 - радиус ведомого фрикционного колеса; - радиус ведущей шестерни.

Для работы вариатора необходимо, чтобы F > F„ sin или

sin а,,.

(215)

Последнее условие требует применения косозубых колес с большим углом наклона зуба. Можно использовать комбинированный способ с нажатием осевой силой косозубой пары и действием пружины. Чтобы не было пробуксовки пары на холостом ходу, слабая пружина должна ставиться и в том случае, когда нажатие осуществляется только за счет осевой силы зубчатой пары. Вариатор прост по конструкции, но рабочие колеса его подвержены быстрому износу. Этот недостаток в значительной степени ослаблен в вариаторах, выполненных по аналогичной схеме, фрикционная пара которых сталь по стали имеет высокую-твердость и работает в масляной ванне. На рис. 123 показан такой вариатор фирмы Shimpo Kogyo с шариковым нажимным механизмом и пружиной предварительного нажатия фрикционной пары. Регулирование скорости осуществляется поворотом электродвигателя, эксцентрично расположенного в корпусе вариатора. Углы конусов фрикционной пары = ttg = а; /„ип = 1- Благодаря

работе в масле диапазон регулирования увеличен до 10. Наибольший типоразмер вариатора имеет электродвигатель мощностью 1,5 кВт, частоту вращения входного вала = 1200 об/мин и крутящие моменты на выходном валу:

«2, об/мин.............. 120 300 500 700 900 1200

Mi, кгс-м.............. 0,72 1,30 1,86 1,95 1,58 1,12

Рис. 123. Вариатор фирмы Shimpo Kogyo со стальной фрикционной парой, работающей в масле

На рис. 124 показан аналогичный вариатор, скомбинированный с червячной передачей, имеющей г.„ = 35 ... 40 при Пд 1500 об/мин. Нажатие фрикционной пары осуществляется

Рис. 124. Вариатор фирмы Shimpo Kogyo, скомбинированный с червячной передачей

осевой силой червяка 2. Вследствие этого направление крутящего момента на выходном валу постоянное. Червяк насадной, имеет возможность осевого перемещения. Пружина 5 обеспечивает плавность нажатия фрикционно пары. Предварительное нажатие осуществляется пружиной /. Расчетный диаметр ведомого фрик-

ционного колеса ф. и диаметр начальной окружности червячного колеса d связаны зависимостью

, , Р sin а

* /ч. птч. п

где t.n И Т1,.п - передаточное отношение и КПД червячной передачи.

Вариаторы изготовляются на мощность до 1,5 кВт при щ = = 1500 об/мин и Д = 10.

Рис. 125. Двухступенчатый конусный вариатор типа SK

Момент на выходном валу для наибольшего типоразмера:

«2, об/мин.............. 4 10 20 25 30 40

М, кгс-м.............. 11,0 16,5 25,1 26,5 26,0 22,0

Для расширения диапазона регулирования применяют двухступенчатые передачи Webo по типу, показанному на рис. 125. Нажатие осуществляется пружинами, поставленными между колесами промежуточного вала. Регулирование производится перемещением этих колес вместе с корпусом подшипников.

Фирма William Prym выпускает подобные вариаторы с Д = 10. Регулирование в них осуществляется не поступательным, а вращательным движением промежуточного вала с колесами относительно оси, не совпадающей с осью ведущего и ведомого валов. Это упрощает конструкцию. Нажатие в нем осуществляется тарельчатыми пружинами. Сила нажатия регулируется в зависимости от нагрузки. Для этой цели между колесами промежуточного вала имеется винтовое нажимное устройство (см. рис. 111, б). Вариаторы этого типа выполняют преимущественно с регулировкой только на

замедление. Окружная сила в тихоходной ступени на всех режимах, кроме работы при г == 1, больше, чем в быстроходной паре. Поэтому расчет производится так же, как и одноступенчатой передачи Webo, но по тихоходной паре.

На рис. 126 показаны две конструкции вариаторов с нажатием реактивным моментом (по схеме на рис. 112,5), состоящие из двух фрикционных конусов с внутренним касанием и зубчатого редуктора, свободно качающегося относительно оси ведомого вала.

Рис. 126. Конструкция конусных вариаторов с нажатием реактивным моментом, действующим на корпус редуктора:

1 - ведущее колесо; 2 - ведомое колесо; 3 - качающийся редуктор; 4 - стойки редуктора; 5 - электродвигатель

В вариаторе по рис. 126, а корпус редуктора 5 снабжен цапфами и может качаться в подшипниках стоек 4. В- вариаторе фирмы William Prym (рис. 126, б) редуктор подвешен на валу рабочей машины.

Нажатие на фрикционные колеса производится реактивным моментом, действующим на корпус редуктора. Нормальная сила переменна и примерно соответствует передаваемой нагрузке. Для начального прижатия ставится слабая пружина, воздействующая на корпус редуктора; при наклонном или горизонтальном расположении редуктора для этого достаточно его веса. Оси колес параллельны, и углы конусов tti = ttj = а. Регулирование достигается осевым перемещением ведущего конуса по втулке на валу электродвигателя или вместе с последним.

В конструкции по рис. 126, а применен фланцевый электродвигатель 5 с лапами. Фланец двигателя используется для крепления ведущего конуса и разгрузки вала двигателя от изгибающих моментов. Двигатель устанавливается на подвижные салазки,