групповые - сепараторные. Индивидуальные прижимные устройства нашли применение у механизмов с малыми и средними угловыми скоростями и с относительно небольшим-числом роликов (примерно до 9). Последнее объясняется прежде всего тем, что при значительном числе роликов расстояние между последними настолько мало, что не представляется возможньШ конструктивно встроить прижимное устройство для каждого ролика в отдельности.

У механизмов с индивидуальными прижимами при больших скоростях свободного хода наблюдаются колебания роликов. Сепараторные прижимные устройства устраняют колебания роликов и допускают относительную скорость свободного хода примерно в 2 раза больше, чем механизмы с индивидуальными прижимами.

При выборе вида прижимного устройства (индивидуальные или сепараторные) следует учитывать скоростные режимы свободного хода, систему и вид смазки, конструкцию МСХ, условия эксплуатации.

МСХ с внутренней звездочкой. Для механизмов с небольшим числом циклов работы и непродолжительным периодом свободного хода прижимное устройство выполняют в виде спиральной (рис. 13, а и б) либо плоской (рис. 13, в, г, д) пружины. Попытки применения таких прижимных устройств для механизмов с большим числом циклов работы успеха не имели, так как через некоторое время пружина истиралась о ролик и прижимное действие ее прекращалось [61].

На рис. 13, е показана распространенная конструкция прижимного устройства с прижимом в виде цилиндрического штифта, применяющегося у механизмов с небольшим числом роликов (от 1 до 5). Во избежание перекоса сухаря в отверстии длину 1 необходимо назначать не менее 1,5 прижимного штифта. Величину d конструктивно принимают dc = 0,6 d, а глубину отверстия в звездочке /о = (3-4) d. В качестве прижимных штифтов целесообразно использовать закаленные ролики подшипников.

В период расклинивания ролик воздействует на прижим и .перемещает его в глубь отверстия, преодолевая при этом не только усилие пружины, но и противодействие масла, находящегося в отверстии под прижимом. С целью устранения этого противодействия отверстие в ряде конструкций выполняют сквозным. Однако следует отдать предпочтение конструкции с глухим отверстием (рис. 13, е), так как некоторое противодействие масла желательно при восприятии прижимом мгновенной нагрузки со стороны ролика в период расклинивания и демпфирования колебаний пружины во время холостого хода. Само противодействие масла можно изменять в широком диапазоне путем изменения зазора между прижимом и отверстием. Такое конструктивное решение может оказаться неприемлемым при малой длине сопряжения штифта с направляющим отверстием, так как увеличенный зазор может вызвать нежелательный перекос штифта в отверстии. В таком случае более тех-

Рис. 13

нелогично с целью устранения противодействия масла на штифте выполнять продольную канавку.

У механизмов с числом роликов обычно больше четырех вследствие того, что размеры звездочки не позволяют установить прижим по рис. 13, е, применяют специальные прижимы в виде пустотелых плунжеров (рис. 13, лс и з), во внутрь которых устанавливаются прижимные пружины. Такое устройство имеет меньшие осевые размеры и наиболее часто применяется в современных конструкциях МСХ. Чтобы устранить противодавление масла движению прижима, в донышке его делают небольшое отверстие или сверлят сквозное отверстие (рис. 13, ж), что является, как указывалось, оправданным при небольшой длине сопряжения.

У МСХ (рис. 13, з) с целью упрощения технологии обработки отверстие звездочки под плунжер выпол дено сквозным. Пружина опирается на штампованную плоскую перемычку, концы которой установлены в отверстии щек, прикрепленных к звездочке.

Конструкции прижимных устройств (рис. 13, е, ж, з), как показала практика [103], имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что сухари заедают в гнездах вследствие засорения продуктами окисления масла или в результате того, что их концы расклепываются от ударов роликов. В этом отношении нужно отдать предпочтение пр1жимам, изображенным на рис. 13, и, к, л, которые, как показали исследования, проведенные автором,

зарекомендовали себя с положительной стороны в конструкциях импульсных передач. С целью возможности регулирования усилия прижатия пружины и облегчения монтажамеханизма в ряде конструкций (рис. 13, м) в отверстии под пружину нарезают резьбу и устанавливают регулировочный винт.

В некоторыхконструкциях МСХ (рис. 13, н) вместо прижимных штифтов применены прижимные ролики.

При бтносительно большой длине ролика, когда длина его превышает 2,5 диаметра, во избежание перекоса ролика применяют прижимные устройства в виде двух пружин с штифтами или плунжерами подобно прижимным устройством, показанным на рис. 13, е, ж, 3, либо прижимной планки, жестко соединенной с плунжерами (рис. 13, о), или планки (рис. 13, н), на которую непосредственно опираются две прижимные пружины.

Плунжеры по отношению к ролику должны иметь центральное расположение (рис. 13, е, ж, з, л, м). В противном случае при вращении ролика в период свободного хода в результате трения будет наблюдаться вращение прижимов и пружин. При этом ролик и прижим образуют подобие лобовой фрикционной передачи. Стремясь оставить открытым отверстие в плунжере для устранения противодавления масла, неоправданно располагают прижим эксцентрично. Особенно отрицательно сказывается нецентральное расположение прижимов, имеющих на конце шляпку (рис. 13, л). У последних кроме интенсивного износа в период свободного хода имеют место усталостные разрушения в виде отламывания шляпок от стержня прижима вследствие нецентральных динамических ударных нагрузок при расклинивании.

Для весьма быстроходныхмеханизмов используют групповые прижимные устройства, напоминающие в ряде случаев сепараторы подшипников качения. Сепараторы,в качестве прижимного устройства применяются в механизмах силовых передач при относительно большомчисле роликов (свыше9). Сепараторы, как и для подшипников качения, выполняют стальными штампованными или литыми бронзовыми.

Уа рис. 14, а показана конструкция ссепаратором в виде двух жестко соединенных колец, расположенных с двух сторон звездочки, в отверстии которых помещаются цилиндрические хвостовики роликов. К кольцам сепаратора и к звездочке прикреплены несколько пружин, посредством которых ролики прижимаются к обойме и звездочке.

Необходимость применения специальных роликов с 1(востови-ками ограничила применение этого сепаратора. Более совершенной конструкцией прижимного сепаратора следует считать плавающий сепаратор (рис. 14, б), представляющий собой кольцо с внутренними буртами. Заклинивающиеся ролики механизма помещены в прорези этого сепаратора. Ролики у таких сепараторов могут прижиматься к контактным поверхностям посредством кольцевой (рис. 14, в) или спиральной (рис. 14, г) пружины либо при действии

Рис. 14

центробежной силы инерции массы рычага, шарнирно прикрепленного к звездочке МСХ (рис. 14, 3).

В ряде случаев прижимное действие сепаратора на ролики достигается за счет его инерции, например у МСХ, показанного на рис. 14, е. Ф ,

Оригинальную конструкцию представляет сепаратор (рис. 14, ж), составленный из,дугообразных пружин, которые прилегают к внутренней цилиндрической поверхности наружной обоймы и скользят по ней в период свободного хода. у

Если индивидуальные прижимные устройства при наличии отклонений в размерах основных элементов МСХ создают примерно одинаковое давление на все ролики, то у механизмов с сепараторами равномерное распределение усилия прижима зависит в значительной мере от точности изготовления как рабочих поверхностей звездочки, особо по линии их взаимного расположения, так и от точности расположения гнезд сепаратора, т. е. должно быть обеспечено расположение роликов по окружности с одинаковым шагом, равным шагу сепаратора. Прижимные устройства в виде сепараторов дОпускают большие скорости свободного хода благодаря не только отсутствию колебаний роликов, но и лучшему распределению смазки на трущихся поверхностях при равномерном вращении роликов.

Расчет прижимного усилия для механизмов с внутренней звездочкой, по которому определяются параметры прижимной пружины, производим из условия контакта ролика с обоймами.

Методами, изложенными на стр. 142, найдем законы изменения угловой скорости = С0.2 (y) и углового ускорения = (у) звездочки в зависимости, от угла ее поворота в период свободного хода механизма. После этого на основании неравенств (6) и (7) гл. 6, записав их как равенства, найдем максимальные значения прижимного усилия Р, обеспечивающего контакт ролика с наружной обоймой, и максимальное значение прижимного усилия Р , гарантирующего, контакт ролика и звездочки:

р m{R -г) {(cosa - sin а) (у) - (sin а + cos а) [щ (у)]] - (1 + hfa) sin (а + р) + (/а - /з) cos (а -j- р)

(85) (86)

G[sin (K + Y)+/,cos( -bY)]

(1+Ш51п(а+р) + (/2-/з)соз(а+р)

р ( - г) {/i [ш2 (y W + Ч (у)] - о (sin Y - cos Y ) , (1sin p-(/1-/3) cos p

где p - угол установки прижима; m н G - масса и вес ролика; /1. /г и fa - коэффициенты трения на поверхностях соприкосновения ролика с обоймой, звездочкой и прижимом; y и y - углы поворота звездочки, соответствующие Р и Р .

Наибольшее значение из двух величин, полученных по формулам (85) и (86), определит прижимное усилие Р, гарантирующее непрерывный контакт ролика в течение всего периода свободного хода. Из условия контакта в начальный момент процесса заклинивания прижимное усилие определится по тем же формулам, если подставить в них вместо y и y значение угла Ya. соответствующее начальному моменту заклинивания.

Из анализа уравнений (85) и (86) следует, что величины Р и Р можно уменьшить за счет изменения угла р. Чтобы определить углы р и р , при которых Р и Р принимают минимальные значения, запишем

ар; ар

= (1 + /2/3) cos (а -f р) - (fg - /3) Sin (сс -f р) = О,

(87)

откуда

Р =90° + Рз-Р2-а и

ap- = (l-/i/3)cosp + (fi + f3)sinp = 0, откуда

P = 90°-fpi-f рз. (88)

Здесь Pi, Рг и рз - углы трения, соответствующие коэффициентам трения fi, /2 и /з.

Подставляя Р н Р в формулы (85) и (86), определим минимальные значения Р и Р :

р w .

fmin - (1 у) COS (Р2 - Рз) 4- (/2 - /з) Sin (Ра - Рз)

min -

(1 - hfi) cos (Pi + Рз) + {h + /3) sin (pi + Рз) Здесь

Ci = m{R - г) {(cos a - f 2 sin a) 82 (y) -

- (since + /2 cos a) [coj (v)! ! - [sin (cc + y) +

+ f2cos (cc + y)];

C2 = m (;?-/-) ifi [a)3(Y )]+ e2(Y )}-G(sinY --cosY ).

При fi = /2 = =-f имеем P = 90°-cc; p = 90° + 2p;

(89) (90)

Pn\\r\ -

Pmin --

(I /2) cos2p + 2/ sin 2p

(91) (92)

Таким образом, чтобы уменьшить прижимное усилие, необходимо угол р принимать у МСХ с внутренней звездочкой равным Р = 90° + Рз- р2 - сс, если Р > Р , и равным р = 90 +

+ Pi + Рз, если Р > Р.

Решение задачи о нахождении Р и Р по уравнениям (85) и (86) или Pmin и Pmin ПО уравнениям (89) й (90) сводится к определению величин Ci и Cj. -

Для иллюстрации на рис. 15 приведено определение и для импульсного вариатора, рассчитанного на передаваемую мощность 1,5 л. с, размеры основных звеньев которого показаны на кинематической схеме (см. рис. 1 в гл. 3). Исследования проведены при настройке вариатора на максимальную угловую скорость ведомого вала.

Из выражений (6) и (7) гл. 6 значения величин Р и Ра в функции угла Y при fi = f2 = = f запишем так:

Pi =

Р. ==

х1 - У1

(1 +И sin (а + р)

Xj - У г

(1 - sin p 2/cos р

(93)

(94) 329