ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 199
Скачиваний: 33
тпвна. Кинетическая энергия движущейся машины |
выделяет |
|||
ся при ее замедлении, а воспринимается она |
маховиком при |
|||
его ускорении. Это вызывает необходимость |
в |
соединении |
||
трансмиссии |
машины и маховика |
бесступенчатой |
передачей |
|
с івесьма широким Диапазоном интенсивного |
регулирования |
|||
передаточного |
отношения. Кроме |
того, высокие |
мощности, |
|
протекающие через привод, создают потребность в его высо
кой удельной |
мощности |
и высоком |
к. п. д. В связи |
с этим |
ав |
|||
тором были р а з р а б о т а н ы новые схемы |
рекуператоров кине |
|||||||
тической энергии на основе дискретного |
ленточного вариато |
|||||||
ра и маховика [16] . |
Изменение |
передаточного |
отношения |
|||||
дискретного |
ленточнбго |
вариатора |
основано на |
изменении |
||||
диаметров мотков ленты |
в процессе |
перемотки. |
|
|
||||
§ 3. Дискретный ленточный вариатор |
|
|
|
|
||||
Принципиальная |
схема вариатора |
представлена |
на |
|||||
рис. 55. Он состоит из |
двух мотков — / и 2 |
ленты, |
навитой |
на |
||||
валы, с посаженными |
на |
них маховыми массами 3 и 4. Один |
||||||
из маховиков — 3, имитирующий, например, |
д в и ж у щ у ю с я |
ма |
||||||
шину, вращается . Другой |
маховик — 4 остановлен, причем вся |
|||||||
Рис. 55. Принципиальная схема дискретного ленточного вариатора: / — малый моток, 2 — большой моток, 3 и 4 — маховики.
\
л е н та намотана |
на его вал. При навивании ленты |
на вал |
в р а щ а ю щ е г о с я |
маховика 3 она сматывается с другого |
мотка, |
и маховик 4 разгоняется по мере перемотки ленты. В конце
цикла, когда вся |
лента с м а т ы в а е т с я с в а л а |
маховика |
4, |
последний имеет |
максимальную скорость. Д а л е е цикл может |
||
повторяться. Такие приводы могут обеспечить |
использование |
||
кинетической энергии цикличных машин с м а л ы м и внутрен ними потерями на цикл.
Н и ж е рассматриваются |
основные характеристики диск |
ретных ленточных вариаторов |
[31, ,32]. Здесь принят р я д до |
пущений: |
|
1.Л е н т а считается нерастяжимой, и витки ее плотно при легают друг к другу.
2.Д л и н о й отрезка ленты между двух мотков пренебре
гаем.
3. Изменением момента инерции мотков ленты в процес се перемотки пренебрегаем.
Погрешности в расчетах, связанные с принятыми щениями, не превысят 3%.
Очевидно, что толщина слоя витков ленты Н на составит (см. рис. 55):
Н ~ = Й '
где h — толщина ленты; ср — угол поворота мотка. Р а д и у с мотка R при этом равен:
допу
мотке
( 7 0 )
R в Г о + | і в J l ( 3 | ± i l , |
( 7 1 ) |
где фо — вспомогательный фиктивный угол поворота мотка, соответствующий намотке слоя ленты ТОЛЩИНОЙ Го.
Мгновенное значение передаточного отношения ленточно го вариатора
і |
= Jh . - |
+ |
?і |
по\ |
1 |
Ко |
С?о + |
СО, ' |
V |
где фі и ф 2 — у г л ы |
поворота |
соответственно тормозимого |
и |
|
разгоняемого мотков ленты от их начального положения, ког да Н = 0.
Из условия цельности ленты ее полная длина
L = Кіфі+Кгф2 _ h (фо+срі)фі+h(Ф0+Ф2)Ф2
С другой стороны, длина ленты в начальный и конечный моменты работы, когда она вся навита на один б а р а б а н , рав на:
|
|
|
|
ь - |
2 |
- |
• 4 я |
, |
|
|
|
|
К'-*) |
|
где фс— суммарный |
угол поворота мотка. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
И з |
(73) |
и |
(74) |
после несложных преобразований |
выво |
||||||||
дим: |
|
|
_ |
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф 2 2 + 2 ф о ф 2 + ф і 2 + 2 ф о ' ф і + ф о 2 — 2 ф 0 ф с = 0 . |
|
|
(75) |
|||||||||
|
Р е ш а я |
(75) |
относительно |
фг, имеем: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
ф 2 = — ф о ± У ( ф о + ф с ) 2 — ( ф і 2 + 2 ф 0 ф і ) . |
|
|
|
(76) |
||||||||
|
П о д с т а в л я я |
значение |
фг из |
(76) в (72), |
получаем |
переда |
||||||||
точное |
отношение ленточного |
в а р и а т о р а |
і |
в |
зависимости от |
|||||||||
угла |
поворота входного вала |
фі |
(рис. 56): |
|
|
|
|
|
||||||
М |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
\ |
. |
|
|
|
|
|
ное |
Рис. |
56. |
Передаточ- |
|||
л |
|
\ |
|
|
|
|
|
число |
дискретного |
|||||
5 |
|
\ |
|
|
|
|
|
ленточного |
вариатора і |
|||||
|
\ |
|
|
|
|
|
в зависимости |
от |
угла |
|||||
2\ |
|
|
\ _ |
|
|
|
|
поворота |
ведущего |
г.ала |
||||
|
|
|
|
|
|
ерь |
рад. |
|
|
|
|
|||
о |
so loo |
I5Q год № |
и>о |
у> |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
• • - ± |
|
С р о |
+ |
? 1 |
|
|
|
|
|
(77) |
|
V(фо+фс) 2 — ( ф і 2 + 2 ф 0 ф і )
Зн а к ± характеризует направление намотки ленты; в д а л ь нейшем принимаем знак + .
|
В |
целях упрощения |
дальнейших |
расчетов полагаем, |
что |
|||||||||||||
во |
включенном |
механизме |
(следовательно, |
за |
исключением |
|||||||||||||
граничных режимов) отсутствуют потери энергии. |
|
|
||||||||||||||||
|
Передаточное |
отношение |
механизма |
можно |
представить |
|||||||||||||
как |
отношение |
угловых скоростей мотков: |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 = 4 ^ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
( 7 8 ) |
|||
|
С другой |
стороны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Т Г + |
? 2 2 = ? - р . |
|
|
|
|
|
( 7 9 ) |
||||||
где |
Е с |
— с у м м а р н а я кинетическая |
энергия; |
I — п р и в е д е н н ы й |
||||||||||||||
момент |
инерции |
маховика . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Отсюда имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
= |
± |
l / . " i 2 |
E |
c |
- . |
• |
|
|
|
|
( 8 ° ) |
||
|
|
|
|
|
< ? , = |
+ |
і |
/ |
2 |
Е |
с |
' 2 |
. |
|
|
|
|
(81) |
|
|
|
|
|
'- |
~ |
V |
|
ц і |
|
+ |
р, |
|
|
|
|
|
|
З н а к и |
± |
характеризуют |
направление |
вращения |
мотков; |
в |
||||||||||||
дальнейшем принимаем |
знак |
+ . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
П о д с т а в л я я |
в |
(80) |
и |
|
(81) |
|
значение |
і из |
(77), получаем |
||||||||
в ы р а ж е н и я д л я |
угловых скоростей |
входного |
и выходного |
ва |
||||||||||||||
лов |
к а к |
функции угла |
поворота |
|
входного |
в а л а . |
|
|
||||||||||
|
С использованием (80) и (81) путем несложных преобра |
|||||||||||||||||
зований выводим значения кинетической энергии |
первого |
и |
||||||||||||||||
второго |
|
маховиков: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Е * = Г+72- |
. |
( 8 3 ) |
•Соотношение кинетических энергий маховиков в любой
момент времени, согласно (82) и (83), равно:
- § - = і - 2 . |
(84) |
Отсюда следует, что теоретически при максимальном пе
нс
