Фрикционные вариаторы

Вариатором или бесступенчатой передачей называ­ется механизм для плавного изменения передаточного отношения.

В машиностроении фрикционные вариаторы используют в силовых приводах, мощность которых колеблется от небольших величин до десят­ков и даже сотен киловатт. Вариаторы бывают одно- и двухступенчатые.

Основной кинематической характеристикой любого вариатора явля­ется диапазон регулирования Д, равный максимальному пере­даточному отношению, деленному на минимальное

Д = u _max/ u _min

Для одноступенчатых вариаторов преимущественные значения Д = 3...6. С увеличением диапазона регулирования снижается КПД вариатора.

На рис. 5.6 изображена схема лобового вариатора, в котором оси взаимно перпендикулярны, а изменение скорости ведомого вала происходит за счет осевого пере­мещения ролика. Лобовой вариа­тор допускает реверсивные враще­ния ведомого вала при односто­роннем вращении ведущего. Ве­дущим звеном в лобовой передаче может быть либо ролик, либо ра­ботающий торцом диск. Переда­точное число лобового вариатора

u=ω₁/ω₂

A диапазон регулирования

Д= u _max/ u _min = R _max/ R _min

Для уменьшения геомет­рического скольжения, которое приводит к интенсивному изно­су и снижению КПД, рабочую поверхность ролика делают выпуклой, но при этом умень­шается площадка контакта и, следовательно, увеличиваются контактные напряжения.

На рис. 5.7 представлена схема двухконусного вариатора с параллельными осями. Из­менение передаточного отношения происходит за счет перемещения с помощью винтового механизма промежуточного цилиндрического катка 3, зажатого между рабочими поверхностями конических катков 1 и 2.

Так как = u _max = D _max/ D _min, то диапазон регулиро­вания Д = u _max/ u _min= D² _max/ D² _min

Одними из наиболее совершенных являются торовые вариа­торы, которые могут работать всухую и в масляной ванне. На рис. 5.8 изо­бражена схема соосного торового вариатора системы ЦНИИТМАШ (конст­рукция В. А. Светозарова). Вариатор состоит из двух соосных катков с торо-идной рабочей поверхностью и двух промежуточных роликов, наклон осей которых может одновременно изменяться, за счет чего достигается изменение передаточного отношения. Диапазон регулирования торовых вариаторов

Д = R² _max/ R² _min=3…6,25

Торовые вариаторы отличаются малым геометрическим скольжением и высоким КПД до 0,95. Торовые вариаторы нормали­зованы для мощностей от 1,5 до 20 кВт.

Кроме описанных существует много других конструкций фрикционных вариа­торов, например: шаровые, многодисковые, с раздвижными конусами и др.

Расчет фрикционных пар вариаторов выполняется подобно расчету фрикцион­ных передач с постоянным передаточным отношением.