в них тем меньше, чем меньшая часть мощности проходит через вариатор. Анализ такого привода дан в работе [84].

Приводы группы 3-3 применять вообще нецелесообразно.

Кинематические схемы замкнутых приводов весьма разнообразны. Рассмотрение всех их не представляется возможным. Кинематические и динамические возможности подобных приводов могут быть оценены по формулам (252) ... (256). Последние применены также и к случаю, когда регулируются обе цепи (А и В).

В качестве примера приводится анализ двух замкнутых приводов, рассмотренных выше.

Пример 1. В схеме, показанной на рис. 184, на высшем поддиапазоне привод оказывается замкнутым. Цепь А состоит из вариатора - Гз, передачи rfi-da, зубчатой пары г-г, цепь В - из передачи 3-4. Звеном а является шестерня дифференциала г, звеном b - водило, звеном с - шестерня Z4.

Примем: для клиноременных передач ( = 1, т] = 0,95; для зубчатой Za/zj =

= Д, ц = 0,97; для вариатора д = 4, т1 = 0,94; КПД цепи А tia=0,97x Х0,95-0,94 = 0,87.

Передаточные отношения

61 = 8/4 = I;

при измепении передаточного отношения вариатора от (gap щах = = 2 до вар min = 1/1д = 0,5 остальные параметры изменяются в пределах

lalx =--~-

1(-вар)=- = 1. . .0,25;

Ax = faau = - 1 ... - 0,25; = л;. + в = 1 . . . 1.75;

= 0,8. . .0,93;

Передаточные отношения для цепи А с учетом формулы (245)

1 1

:В ,-8 ca-~>

Г2 4

Лд; = сааи = -

для цепи В

= 1;

о„ = ifi, -= я 8 = - я-5

гхйЛ-\-2,-/1,0

вХ>вЛ + 4,52,7

Передаточное отношение всего привода

"Ах

ГЬх - Гх Ux

Вершины конусов 5 и б совмещены, поэтому переменные радиусы их e-v (с + ) sin a,,; rx = ih - ) sin «3,6. где /j, - длина образующей конусов 5 и б в среднем положении кольца 4-5\ к - перемещение кольца 4-5 из среднего положения (положительное влево и отрицательное вправо); - половина угла при вершине конусов 3 ц 6.

Подставляя в формулы для передаточных отношений последние выражения для гх и rgx, получаем

id--:

It i с

здесь Гс - радиусы контакта конусов 5 и б в среднем положении В вариаторе принято rjrc

4, для крайних положений

0,47.

В табл. 25 приведен расчет характеристик передачи при данных соотношениях для пяти положений регулирующего кольца. В этом расчете КПД фрикционных пар условно принят постоянным и равным 0,9 для каждой пару. Как видно из расчета, знаки передаточных отношений разные и привод работает с цир-

- 0,12;

= 4J = 1,7...1,12.

la %

Как видно, знаки (av и (в разные, следовательно, привод работает с циркуляцией мощности. По цепи А мощность передается в обратном направлении - от дифференциала к двигателю. Циркулирующая мощность достигает наибольшего значения при (дтш, когда пцшш = "д- КПД при этом имеет наименьшее значение. Цепь fi передает мощность, на 70% превосходящую мощность двигателя. Привод относится к группе 3-3 второго класса. При диапазоне вариатора д = 4

диапазон регулирования привода = 1,75.

с1 min

Пример 2. Определить характеристики передачи Shimpo Kogyo (см. рис. 182).

В передаче цепь А (см. рис. 182, б) состоит из фрикционной пары 1-2 с постоянным передаточным отношением ix 2 - 1 и регулируемой пары 3-4; цепь В - из одного центрального вала. В дифференциале звеном а является кольцо 5, звеном Ь - колесо 8 и звеном с - его водило Н. Один сателлит 6 регулируемый. При этом = г; - г,; r = Г5.

Положения

25. Характеристики передачи для пятя положений регулирующего кольца

0.47 0,24 -0,12 -0,24 -0,47

-0,097 -0,145 -0,229 -0,260 -0,324

0,239 0,236 0,180 0,150 0,117

0,172 0,091 -0,049 -0,110 -0,2t)7

250 132 -71 -160 -300

tl по

формуле (248)

1 по формуле (247)

0,90 0,76 0,47 0,65 0,73

1 по формуле (247а)

куляцией мощности. При движении кольца 4-5 из среднего положения влево перегружается цепь В, при перемещении вправо - цепь А. Привод допускает реверсирование, но КПД невысокий и в середине диапазона доходит до нуля при «2 = 0. Передача относится к группе 2 второго класса (см. табл. 24).

о. со

Н си

и; «

с я 1Г)

S Он

Анализ схемы вариатора замкнутого типа с двумя клиновыми ремнями, предложенного в работе [36], дан в предыдущем издании [72].

На рис. 188, а представлена замкнутая передача, разработанная в РИСХМе [40 . Цепь А включает торовый вариатор и центральное колесо а дифференциала, цепь В - центральный вал и колесо b (рис. 188, б).

При диапазоне регулирования вариатора Дв = 3 и выбранных соотношениях колес а и 6 дифференциала передаточное отношение привода изменяется в пределах id = -0,0508 ... -0,82, что дает Дпр = 16. При двигателе о. = 1470 об/мин частота вращения выходного вала = 75 ... 1200 об/мин. Если принять КПД зубчатой пары 0,98 и вариатора 0,95, то при регулировании от icimu ДО лшах основные параметры у\ = 0,58 ... 0,9; Л = = (4,71 ... 1,36) Л; Nb = -(3,71 ... 0,36) Л.

Как видно, расширение диапазона регулирования с 3 до 16 с применением замкнутой схемы достигается за счет циркуляции мощности, значительной перегрузки вариатора, стоящего в цепи А и снижения КПД привода. Подобные передачи можно рекомендовать только для кинематических, а не силовых приводов.

Особенностью самого торового вариатора по рис. 188 является жесткая фиксация чашек 1 и 2 в осевом направлении с нажатием со стороны роликов 4. Сила прижатия переменна и осуществляется за счет реактивных сил, действующих на рамку 3 с роликами 4 со стороны неподвижного кулачка 7, через шарик 6 и толкатель 5.

Применяются замкнутые приводы и с тремя цепями, из которых одна с регулируемым передаточным отношением и две с постоянными. Кинематические и силовые возможности их шире, чем приводов с двумя цепями. Для замыкания цепей здесь устанавливаются два дифференциала. Однако приводы с тремя цепями конструктивно оказываются слол<ными.

Глава 9

БЕССТУПЕНЧАТЫЕ ПРИВОДЫ С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Автоматическое регулирование скоростного режима рабочей машины может иметь следующие цели:

реализацию полной мощности двигателя при переменных параметрах рабочего технологического процесса;

поддержание заданной угловой скорости при изменении нагрузки и условий работы;

поддержание заданных технологических или рабочих параметров при изменяющихся условиях работы, в том числе поддержание заданной линейной скорости рабочего органа или изменение частоты вращения рабочего органа по заданной программе.

Регулирование может осуществляться по одному или нескольким параметрам.

В общем случае в автоматическую систему должны входить: датчик исходного параметра Д; устройство, задающее требуемую его величину, ЗУ; сравнивающее устройство СУ и управляющий механизм вариатора УМ. Сравнивающее устройство и управляющий механизм, помимо прямой связи СУ УМ, должны иметь и обратную связь УМ СУ, что придает большую устойчивость срабатывания системы.

В зависимости от назначения автоматического регулирования задающее устройство ЗУ может быть стабилизирующим, служащим для поддержания заданного режима, программным - для изменения режима по заданной программе, и следящим - для изменения режима в зависимости от выполнения отдельных операций.

Управляющий механизм УМ может приводиться в действие за счет внутренних сил самой системы привода или за счет внешнего источника - серводвигателя.

В зависимости от вида связи Л-СУ-УМ системы регулирования могут быть механическими, электрическими, гидравлическими и пневматическими.

В качестве примеров регулирования с использованием полной мощности двигателя можно назвать автомобили, универсальные станки и другое аналогичное оборудование. Здесь регулирование может производиться как по частоте вращения вала двигателя «х, изменяющейся при изменении нагрузки, так и по мощности дви-

гателя или одновременно по и параметру нагрузки. Выбор той или иной схемы регулирования зависит от характеристики двигателя.

При регулировании по щ принципиальная схема на рис. 189, а может быть осуществлена или электрической системой, включающей в качестве датчика Д тахогенератор, а в качестве сравнивающего устройства СУ - электронный регулятор, или механической системой (рис. 189, б), в которой датчиком является непосредственно ведущий вал вариатора, задающим устройством -

Рис. 189. Схема автоматического регулирования при реализации полной мощности двигателя:

а - принципиальная (электрическая) схема регулирования; б ~ механическая система при регулировании по частоте вращения двигателя Пх\ в - механическая система при регулировании по мощности двигателя N

синхронный двигатель и сравнивающим устройством - планетарная передача. На этих и последующих схемах, кроме приведенных выше обозначений, принято: Дв - двигатель, В - вариатор, РМ - рабочая машина.

При регулировании по мощности N принципиальная схема остается той же, только в электрической схеме в качестве датчика может быть использован бесконтактный магнитный датчик мощности, а в механической системе (рис. 189, в) - одно звено планетарного механизма.

Примером регулирования одновременно по двум параметрам - нагрузке и скорости - является автоматическое управление вариатором автомобиля DAF, описанного в разд. 5.3. Это управление не имеет специальных устройств автоматических систем, и для автоматического регулирования использовано свойство самого вариатора - определенная зависимость параметров его работы от соотношения осевых сил.

На рис. 190 показаны схемы автоматического регулирования, используемые в случае необходимости поддержания заданной угловой скорости ведомого вала вариатора. При электрической схеме (рис. 190, а) датчиком исходного параметра является тахогенератор, устанавливаемый на выходном валу вариатора. В механической системе (рис. 190, б) датчиком служит выходной вал вариатора, задающим устройством - синхронизирующий двигатель, сравнивающим - планетарная передача.