Особенности расчета вариаторных передач

В заданиях на курсовое проектирование представлены в основном клиноременные вариаторы, расчеты которых достаточно подробно разработаны [12].

Рекомендуется применять вариаторы симметричной конструкции и регулирования (с равными диаметрами тарелок, при постоянном межосевом расстоянии). Они удобны в изготовлении и регулировании, так как регулирование в вариаторах несимметричной конструкции связано с изменением межосевого расстояния.

В вариаторах применяют специальные вариаторные ремни по ГОСТ 24848-81, которые обеспечивают диапазон регулирования Д до 5. При дефиците литературы по расчету вариаторов рекомендуется расчет выполнять по аналогии с ременными передачами при передаточном отношении

 

 

5_. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ

 

Конструкция и габариты редуктора (коробки, вариатора) в значительной степениопределяются конструкцией валов и их опор, расчет и проектирование которых производится в несколько этапов. Чтобы рассчитать вал, необходимо иметь его расчетную схему, однако разработка такой схемы невозможна без хотя бы приблизительной оценки его размеров. На практике в начале проектирования принято оценивать диаметры валов из расчета только на кручение (пренебрегая действием изгибающего момента, а также поперечных и осевых сил), причем при пониженных допускаемых напряжениях.

Диаметр выходного конца вала определяется по формуле

,

где Т - вращающий момент на валу, в Нмм;

[τ] — допускаемое напряжение на кручение (для редукторных и подобных валов рекомендуется [ τ_кр]=15... 20 МПа).

Полученное значение диаметра выходного конца вала, а также диаметры в месте посадки колес, шкивов и других деталей передач необходимо выбрать из числа предпочтительных по ГОСТ 32080-66 [1,т.2,с.7], а диаметры в месте посадки подшипников качения выбираются кратным 5™ (при диаметрах 20 мм и более).

Предпочтение в редукторах следует отдавать ступенчатым валам, причем высота буртиков (заплечиков) для осевой фиксации насаживаемых деталей должна быть оптимальной (2,0...2,5 мм).

Если входной вал редуктора (коробки, вариатора) соединяется с валом электродвигателя напрямую (посредством муфты), то диаметр его рекомендуется принять:о диаметру электродвигателя.

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА (КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ, ВАРИАТОРА)

 

Целью предварительной компоновки являются:

• оптимизация расположения деталей передач и подшипников для получения минимальных габаритов редуктора;

• разработка расчетных схем валов (определение точек приложения сил, действующих на валы);

• исключение наложения деталей передач на валы соседней ступени.
Компоновка выполняется на миллиметровой бумаге карандашом в масштабе 1:1

или 1:2 для одной (вид в плане) или 2^s (вид спереди) проекций. При этом не обязательны соблюдение стандартов ЕСКД, завершенность проекций. Важно лишь решение задач, указанных выше. Пример компоновочной схемы двухступенчатого цилиндрического редуктора представлен в приложении 3. Зазоры между деталями передач и стенками редуктора с1, с2 и с3 выбираются по рекомендациям [4],[17]

или просто в диапазоне 6... 10 мм. Зазор с1 выбирается в зависимости от способа смазки подшипников. Если редуктор проектируется как достаточно быстроходный, то смазка подшипников возможна картерным маслом, разбрызгиванием. В этом случае подшипники располагаются почти заподлицо с внутренней стенкой редуктора (c₁=2...3 мм). Если редуктор тихоходный (т.е. точность зубчатых передач 8 степени точности и ниже), то подшипникам необходима автономная (консистентная) смазка. В этом случае для предотвращения вытекания смазки в картер при нагреве необходима установка специальных мазеудерживающих колец, для чего величину зазора с₁ требуется увеличить до 10... 15 мм.

При разработке расчетных схем валов схематизируются действующие нагрузки (для упрощения расчетов они принимаются сосредоточенными в точке), типы опор валов (шарнирно-подвижная, шарнирно неподвижная). Одна из опор, не восприни­мающая осевой нагрузки, считается шарнирно-подвижной.

При компоновке необходимо предварительно выбрать типы и даже номера подшипников. Причем выбор необходимо сделать с учетом соотношения осевой и радиальной нагрузок (при осевых нагрузках, превышающих 30% от радиальной.. следует отдать предпочтение радиально-упорным подшипникам). Подробнее разработка расчетных схем изложена [5], [15], [17].