из формулы (26), больше на величину второго члена уравнения по сравнению с угловой скоростью центрального механизма.

Таким образом, с учеличением / увеличивается максимальная угловая скорость кулисы при наибольшем значении длины кривошипа, а следовательно, увеличиваегся и диапазон регулирования. Однако увеличение / не всегда оправдано, так как может привести к увеличению габаритных размеров вариатора. Из урав-

Рис. 6

нения (26) следует также, что у механизмов с направляющей кулисы, смещенной от центра, диапазон регулирования меньше, чем у механизмов с 6 = 0. Кроме того, кулисные механизмы сЬ Ф Ф О обладают меньшим КПД в связи с уменьшением угла передачи (Y < 90 ). При / = 6 на основании соотношений (26) и (27) в кинематическом отношении механизм становится эквивалентным центральному.

При b > I, согласно рис. 4, б, где линии АС и AD соответственно параллельны направляющей кулисы и стойке, взаимосвязь угла поворота я]) кулисы и угла поворота ф кривошипа следующая:

= 2 - 1 = arctg -arctg-llUJP

V+ - ф - ly-\-2ar

cos Ф

a -f л cos Ф

(2.8)

И угловая скорость кулисы

ar (b - sin

CO* =

(да + lar COS Ф) VaP + - (6 - 0 + 2a/- cos ф ar cos Ф +

a-\. rJ 2ar cos ф

Вариаторы с кулисными преобразующими механизмами, у которых Ь>1, обладают меньшим диапазоном регулирования, что следует из сопоставления уравнений (29) с уравнениями (26) и (27): они имеют большие габаритные размеры и меньший угол передачи.

Средняя угловая скорость ведомого звена преобразующего механизма при = 2, 3, 4... за рабочий цикл, определяемый углом поворота кривошипа ф - ф (рис. 7) без учета динамических воздействий, определится

С0 гп -

со,Лф)б/ф, (30)

Рис. 7

где Фи и фк - углы поворота кривошипа, соответствующие началу

и концу рабочего цикла.

\. , , 2я (Щ

При выбранном k сумма углов Фк + Фи =

и тогда, используя формулу (30), при (о = const Получим

ilihnT . . (31)

а co, = coi,

со,.

где tj) (ф) - функция угла поворота кулисы, определяемая выражением (25).

Мгновенное передаточное отношение

Юк (ф)

(32)

. Здесь ози (ф) в зависимости от модификации кулисного механизма определяется из выражений (26), (27) и (29) в диапазоне изменения угла кривошипа Фи -Фк-Среднее передаточное отношение

2яш1

к. ср

(33)

Приближенно среднее передаточное отношение за рабочий период движения кулисного преобразующего механизма можно

принять равным отношению средней длины отрезка 0,В = L к длине кривошипа г.

(34)

Чтобы определить среднюю величину L на рис. 8, а при / > > Ь, построены положения кулисного механизма с максимальным

Рис. 8

и минимальным значениями этой величины. Проведя линии

OjCi и OiCa, параллельные направляющим кулисы, из прямоугольных треугольников ОБС, я ОВС имеем

шах = VWrf -it- bf + (35)

шш = V{a~rY-{l-bfb\

Следует заметить, что данные выражения справедливы и при I < Ь.

92 -

Средняя величина

Для механизмов, у которых Ь = О, получим

L = \ [Via + rf - f + Via - rf - П

a для центральных кулисных механизмов L = а.

Угол размаха кулисы 9 согласно рис. 8, 6 определится из выражения

0 = Фтах - ФтШ = l + r-b

- arcsm

arcsm -

(37)

Как следует из конструкции вариаторов (см. гл. 1, рис. 7),

а > / +г

и, значит, угол размаха е < 90°.

Распространенными в системах импульсных вариаторов являются кулисные механизмы с Ь = О, которые обеспечивают наиболее совершенную-передачу усилий от ведущего звена механизма к ведомому. Для этих механизмов среднее передаточное отношение в безразмерной форме на основании выражений (34) и (36) будет

(38)

На рис. 9 согласно формуле (38) представлено семейство кривых-изменения среднего передаточного отношения в зависимости от для фиксированных значений- = 2ч-5. Из кривых

следует, что указанная зависимость при ориентировочных расчетах может быть заменена линейной; при этом погрешность от

линеаризации функции i = уменьшается по мере увеличе-

ния передаточного отношения.

. Так как у импульсных вариаторов с кулисными преобразующими механизмами передаточнве отношение чаще изменяется в диапазоне { > 5, то, как следует из графиков, для данного диапазона

/ функция I = I практически становится линейной. Как и

следовало ожидать, с. увеличением увеличивается относитель

ная величина стойки, а следовательно, будут увеличиваться габаритные размеры вариатора.

Рис. 10

ВАРИАТОР ИВА (ЦНИИХПром)

Кинематическая схема -вариатора показана на рис. 10. Эквивалентный преобразующий механизм представляет собой кулисный механизм с направляющей кулисы, проходящей через центр ее качания. г

Угловая скорость о), кулисы определится по,формуле (26) при b = 0. По данной формуле на рис. 11 построены графики о),. =

= 0) (<р) изменения угловой скорости кулисы в зависимости от угла поворота кривошипа ф. Принимая во внимание, что, графики изменения для преобразующих механизмов этого вариатора сдвинуты на фазовый угол Лф = и учитывая также, что каждой кулисой движение через МСХ ведомому валу передается только в тот период, когда угловая скорость кулисы наибольшая и положительная, построены графики ш = со (ф) изменения угловой скорости ведомого вала для различных передаточных отношений вариатора.

Относительно плавное изменение угловой скорости ш имеет место только при максимальном значении ее средней величины Мер, когда угол поворота кулачка а = 0. При всех других значениях сО(,р, когда а Ф О, кулиса отрывается от эксцентрика в период холостого движения, благодаря- чему наблюдается мгновенное увеличение угловой скорости о) в момент заклинивания MGX, что указывает на ударное приложение нагрузки при заклинивании МСХ у этого вариатора. Из графика видно, что по мере уменьшения угловой скорости ведомого вала увеличивается неравномерность его вращения, а в диапазоне малых значений сор вращение ведомого вала происходит с остановками.

Чтобы определить мгновенное передаточное отношение вариатора, построим повернутый план скоростей О Ах (см. рис. 10 с полюсом в точке О) в масштабе кривошипа.

Так как

%0i , . AOi -; VaxO, = ocoi, то l = -j-

AOi

где 0 -скорость точки A кулисы, совпадающей с точкой А кривошипаГь - отрезок, изображающий на плане скоростей величину скорости VaxJV

К/ \ /

Рис. 11

Аналитически передаточное отношение i на основании уравнения (26) определяется из выражения

. (аг cos ф -\- г) Уа -\-г - 1-\- 2аг cos ф + arl sin ф /дч

~ (а2 4- г2 4- 2аг cos ф) Va + - 2аг cos ф

Для области вращения ведомого вала без выстоя преобразующий механизм в течение одного оборота ведущего вала поворачивает его на угол Aif. Определив из графиков изменения угловой скорости (О ведомого вала (см* рис. 11) углы поворота кривошипа ф и ф , при которых происходит заклинивание и расклинивание