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 увеличение 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, либоработающий торцом диск. Передаточное число лобового вариатора u = ω₁/ ω₂ = х/r, a диапазон регулирования Д = u _max/ u _min = R _max/ R _min

Рисунок 5.6 - Схема лобового вариатора

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.

Рисунок 5.7 - Схема двухконусного вариатора с параллельными осями

Так как u _max = D _max/ D _min, a u _min = D _min/ D _max, 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 (конструкция В.А.Светозарова). Вариатор состоит из двух соосных катков с тороиднои рабочей поверхностью и двух промежуточных роликов, наклон осей которых может одновременно изменяться, за счет чего достигается изменение передаточного отношения. Диапазон регулирования торовых вариаторов

Д = R ² _max/ R ² _min = 3…6,25

Рисунок 5.8 - Схема соосного торового вариатора

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.