МСХ, в результате построения положений преобразующего механизма, соответствующих этим углам, находим величину угла Aj).

Среднее передаточное отношение при наличии трех преобразующих механизмов

ЗАг)

(40)

При движении ведомого вала с остановками среднее передаточное отношение

(41)

где - угол размаха кулисы, определяемый в зависимости от 7гла а поворота регулировочного кулачка.

ПЛАНЕТАРНЫЕ ВАРИАТОРЫ

Вариатор с вращающимся эксцентриком. Кинематическая схема вариатора (см. гл. 1, рис. 32) показана на рис. 12. Движение передается От кривошипа / коромыслу 2 и затем через роликовый МСХ сателлиту Zi, который обкатываясь по неподвижному центральному зубчатому колесу Zj, приводит в движение водило 3, установленное на ведомом валу вариатора. Преобразующих механизмов сателлитов и МСХ в системе вариатора k (на схеме показано два), они расположены вокруг центрального колеса раЁномерно под углом Аф = 2я

= и приводятся в движение от одного кривошипа.

Угловая скорость сателлита

(42)

Рис. 12

где 0) - угловая скорость водила ведомого вала; cog - угловая скорость сателлита относительно водила (угловая скорость коромысла при неподвижном водиле).

Воспользовавшись принципом обратимости движения с учетом выражения (42), запишем

(О =

2

Так как вала

Ш, - (о

, то мгновенная угловая скорость ведомого

1 + iiiz

- 1

1 + 1и

(43)

где ii2 - передаточное отношение между кривошипом и коромыслом; 1и - передаточное отношение, определяемое по уравнению (8).

Среднее значение этой частоты за цикл движения механизма вариатора с ие-, пользованием выражения (13).

=т4+Ы

или приближенно, используя выражение (И), получим

wl/-

(45)

где г и г2 - длины кривошипами коромысла.

Диапазон регулирования частоты вращения ведомого вала

о mir max

шах + Г

Рис. 13

Из этого выражения видно, что на всем диапазоне регулирования вариатор работает в редукторном режиме.

Вариатор с неподвижным эксцентриком (см. гл. 1, рис. 36). На рис. 13 показана кинематическая схема рассматриваемого вариатора, где в качестве преобразующего механизма применен двухкривошипный шарнирный четырехзвенник ОАВО с регулируемым передаточным отношением за счет изменения длины г стойки 1. Водило 3 (ведущий кривошип) несет ось звездочки роликового МСХ, которая неподвижно соединена с шатуном 2 и периодически соединяется с сателлитом z при заклинивании МСХ, когда ее скорость относительно водила превыщает. относи-.тельную угловую скорость сателлита. Второй кривошип 4 преобразующего механизма представляет фиктивное звено, равное по длине среднему радиусу пазового диска (см. гл. 1, рис 35). Как и в предыдущих конструкциях, таких совокупностей механизмов в системе вариатора несколько, они расположены равномерно вокруг центрального ведомого зубчатого колеса Zg.

is принципа действия вариатора (см. стр. 42) и кинематической схемы следует, что передача движения от водила центральному ведомому зубчатому колесу га возможна толькори заклиненном МСХ; при этом совмесАюе движение сателлита и звена 2

4 в. Ф. Мальцев 97

относительно водила вызывает дополнительное движение зубчатого колеса в направлении, противоположном действию момента сопротивления М, т. е. в направлении угловой скорости ведомого вала,

Данный вариатор при одном направлении движения водила (электродвигателя) может работать как мультипликатор, а при другом в редукторном режиме. Этого же эффекта можно достигнуть путем изменения направления относительной угловой скорости сателлита и звездочки МСХ при заклинивании за счет применения роликовых реверсивных МСХ [61].

Если у механизма вариатора (см. рис. 13) водило движется против часовой стрелки с угловой скоростью со, то угловая скорость ведомого вала

0) = (0 4~

где Юг - угловая скорость звена 2 совместно с сателлитом (МСХ заклинен) относительно водила, изменяющаяся в течение цикла движения.

Так как со =

(46)

где - переменное передаточное отношение между звеньями / и 2 при неподвижном водиле.

Средняя величина угловой скорости при использовании формулы (13) будет

= <o.(.+-4f). ,47)

а приближенное значение с учетом формулы (И)

. (48)

В этом случае диапазон регулирования вариатора со -н со (1 -f

---j, соответствует мультипликаторному режиму работы,

а когда со = (о (длина стойки г = 0), вариатор работает в режиме муфты.

Максимальная величина угла размаха Атршах звена 2 в рабочий период относительно водила чаще всего лимитируется углом передачи шарнирного четырехзвенника в обращенном движении.

При вращении водила по часовой стрелке движение от него к ведомому зубчатому колесу, как следует из кинематической схемы, возможно только, если минимальная угловая скорость 2 rain звена 2 в относительном движении больше относительной угловой скорости сателлита.

Аналогично, как и в предыдущем случае, угловая скорость ведомого вала

и соответственно средняя угловая скорость

а также приближенное значение

Направление вращения ведомого вала не может изменяться, в противном случае МСХ не заклинится и вариатор потеряет работоспособность, а поэтому на основании уравнения (49) должно быть

(49)

(50)

(51)

- 1 >0 или 12 шах <

(52)

12 шахг 2

Последнее неравенство указывает, что вариатор работоспособен при ограниченном диапазоне изменения tia- При больших значениях Ila. соответствующих малым значениям г вследствие незаклинивания МСХ, вариатор теряет способность передавать движение от ведущего звена - водила к ведомому звену - зубчатому колесу Zg.

Диапазон регулирования вариатора при рассматриваемом направлении движения водила будет

Таким образом, при выполнении неравенства (52) вариатор будет работать в редукторном режиме на всем диапазоне регулирования.

Если в конструкции вариатора сателлиты расположены в одной плоскости и необходимо выдержать условие их совместимости, то, как показали исследования при минимальном угле передачи Yjjjjjj = 45°, неравенство (52) выполняется только, когда k \.

Вариатор Харьковского филиала НИИХИММАШа. Кинематическая схема вариатора показана на рис. 14, а (конструктивная схема показана в гл. 1 на рис. 34). Из схемы видно, что в кольцевой канавке ведущей шайбы / размещено несколько пар роликов 2. Последние входят попарно в пазы сепаратора 3, расположенного между ведущей и ведомой шайбами. Ведомая шайба 6 имеет точно такую же кольцевую канавку. Ролики 5, находящиеся в кольцевой канавке ведомой шайбы 6, также попарно заключены в ряд пазов сепаратора 3. Если ролики 2 и 5 собраны так, как показано на рис. 14, а, то рабочее движение роликов 2 и свободный ход роликов 5 совпадают с направлением угловой скорости ©i.

4* 99

Ось вращения сепаратора может быть смещена относительно оси вариатора поворотом эксцентриковой втулки 7. Эксцентриситет сепаратора изменяется от О до /дах-

На рис. 14, б показан заменяющий механизм главного движения вариатора, состоящий из . двух кулисных механизмов, имеющих общий корпус и кулису 3 (сепаратор на рис. 14, а).

С целью удобства в дальнейшем будем называть: половину механизма, состоящего из звеньев /, 2, 5 и 4, прямым кулисным

Рис. 14

механизмом; вторую половину механизма, состоящего из звеньев 3, 4, 5 и 6, обратным кулисным механизмом. Так кйк вся система механизма состоит из последовательно соединенных двух кулисных механизмов, то полное среднее передаточное отношение вариатора равцо произведению средних передаточных отношений прямого и обратного кулисных механизмов:

i = iih,

где tl - среднее передаточное отношение между звеньями / и 3 прямого кулисного .механизма; - среднее передаточное отношение между ведомым звеном 3 и звеном 6 обратного кулисного механизма.

Дополнительно примем следующие обозначения: . Ф - угол поворота ведущего звена /; Р - угол поворота сепаратора 3; V - угол поворота ведомого звена 6; ф - угол поворота ведущего звена, соответствующий моменту заклинивания роликов2; ф - угол поворотд ведущего звена, соответствующий расклиниванию роликов 2; и Р - углы поворота роликов 2 вместе с сепаратором 3, соответствующие углам ф и ф ; y - угол поворота роликов 5, соответствующий моменту зайлинивания в пазу (диска) 6; у - угол поворота роликов 5, соответствующий моменту расклинивания; т - число парроликов, размещенных в каждом диске; R - расстояние от оси ведущего вала О до центров роликов, расположенных с внутренней стороны пазовых дисков>

Прямой кулисный механизм. Из треугольника ОСВ

sin (р - ф) sin Р

(53)

Если обозначить -4- = - основной параметр преобразую-щего механизма вариатора, то получим

sin ф

cos ф - X

Дифференцируя уравнение (54) по времени, найдем

(54)

(cos ф - X) cos ф -f sln ф

cosp dt

или, зная, что

(COS ф - Х)2

будем иметь

WiC0s2p(l -lC0S(f)

(COS ф -