Вариаторы, их назначение и применение

Российский  Государственный Институт Интеллектуальной Собственности 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вариаторы, их назначение и применение 
 
 
 
 

      Подготовила:

Студентка 1 курса

юридического  факультета

группа 012 (1)

Киреечева Валентина 
 
 
 

2010.

Механические  передачи

Для приведения в движение машин-орудий необходима механическая энергия. Эта энергия  получается в электрических, тепловых и других машинах-двигателях. Как  правило, между валами двигателя  и машины-орудия вводят промежуточные  устройства – передачи или трансмиссии.

Следовательно, под передачами понимают механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние с преобразованием скоростей и моментов, а также с преобразованием видов и законов движения. [2].

Передача  энергии может осуществляться механическими, гидравлическими и пневматическими  устройствами. Рассмотрим механические передачи на примере вариаторов – типа фрикционных передач (катков).

Что такое вариатор?

Вариатор - механическая передача, способная плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения производится вручную или автоматически. [3]. Вариаторы регулируют скорость вращения ведомого вала при постоянной скорости вращения ведущего вала.

Основная  характеристика вариаторов - диапазон регулирования (Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента): обычно 3—6, реже 10—12.

Виды  механических вариаторов

Вариаторы делятся на фрикционные и нефрикционные.

Во  фрикционных вариаторах передача вращения осуществляется силами трения (касательными силами), для создания которых контактная нагрузка между фрикционными парами должна быть в 10 – 25 раз выше рабочей, что является препятствием к созданию фрикционных высокомоментных вариаторов. [6].

К фрикционным вариаторам относятся: лобовые, конусные, шаровые, многодисковые, тороидальные, волновые, клиноременные.

Нефрикционными вариаторами, в соответствии с определением А. А. Благонравова [1], являются такие, в которых кинематические пары имеют голономные связи. В этом случае рабочие нагрузки передаются нормальными силами, что даёт основание для реализации высокомоментных вариаторов. [6].

К этому типу относятся цепной и высокомометный вариатор. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  вариатора

Рассмотрим  устройство вариаторов на примере устройства клиноременного вариатора.

Фрикционный клиноременный вариатор является самым распространенным.

Вариатор состоит  из двух шкивов, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращённых острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень. [7].

При вращении одного из них второй начинает вращаться  с той же скоростью.  

Если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, то это шкивы с переменным рабочим диаметром. При раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ними своими рёбрами, будет как бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов — по большому радиусу. [7]

Кроме того, необходимо наличие узла, отвечающего за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это может быть обычная планетарная передача.

Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле на каждой передаче раскручивать двигатель, затем переходить на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.

Поэтому, поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах — нужна ли максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива. Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой. [7] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Назначение  вариатора

Вариатор применяется  в устройствах (агрегатах), требующих  бесступенчато изменять передаточное отношение, таких как автомобили, мотороллеры, снегоходы, квадроциклы, конвейеры, металлорежущие станки, мешалки и др. В стационарных устройствах вместо вариаторов обычно применяется регулируемый электропривод.

Механические  фрикционные вариаторы предназначены для плавного изменения скорости вращения выходного вала.

Два сателлита, зажатые между фрикционными дисками, передают с помощью трения крутящий момент. За счет изменения радиуса, на котором происходит передача момента от дисков к сателлитам, изменяется передаточное отношение. 

Условия и области применения вариаторов:    

1. Температурный диапазон окружающей среды от - 40 до +40  С.
2. Вариаторы  используются в машиностроении, пищевой промышленности, металлургии и строительстве при работе в составе конвейеров (ленточных, цепных, роликовых), подъемных устройств, экструдеров, приводов летучих пил и ножниц, приводов транспортирующих тележек, приводов поворотных механизмов, приводов ходовых винтов. [8].

Таким образом, назначение вариаторной трансмиссии - обеспечение наиболее комфортного вождения автомобиля одновременно при максимальной экономичности движения, что недостижимо с трансмиссиями других типов кроме вариаторной. [9]. 
 
 
 
 

Схема работы вариатора

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Используемая  литература и Интернет-источники

1. А.А.Благонравов. Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа. М.: Машиностроение, 1977 – с. 143
2. В.Е.Китайский, О.В.Ревинский. Основы инженерного дела. М.: Российский государственный институт интеллектуальной собственности (РГИИС), 2009. – с. 59
3. www.wikipedia.org
4. www.scooter-tronix.ru/variator.php
5. wiki.kgpi.ru
6. www.vmvp.ru
7. www.drive.ru/technic
8. www.ampri.ru
9. www.variator.ru

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление

Механические  передачи………………………………………………………2

Что такое  вариаторы?...........................................................................................-

Виды  механических вариаторов……………………………………………..-

Устройство  вариатора………………………………………………………...4

Назначение  вариатора…………………………………………………………6

Условия и области применения вариаторов…………………………………-

Схема работы вариатора………………………………………………………7

Используемая  литература и Интернет-источники…………………………..8

Оглавление……………………………………………………………………..9