j a k t o d z i a Å‚ a
przekładniach bezstopniowych pisał już Marek ta, lub bardziej w prawo, gdyby sprężynę wyluzowano.
Utkin (MT sierpień 2005 r.). Są to przekładnie Gdyby zastosować działającą na tej zasadzie
Oo naprawdę dużych możliwoS
ciach rozwojowych, przekładnię do napędu np. roweru, wtedy kolarz miał-
wynikających zarówno z możliwoS
ci współczesnej by do dyspozycji manetkę zmiany stylu jazdy:  jazda
technologii, inżynierii materiałowej, jak i metod kompu- wyczynowa lub  rekreacja . W każdym przypadku na-
terowego projektowania i symulacji. pędzałby rower ze stałym momentem na pedałach,
a rower jechałby z prędkoS
cią zależną od aktualnych
K a z i mi e r z T o p ó r
oporów ruchu: pod górę wolniej, po płaskim terenie
WARIATOR SAMOCZYNNY
Bardzo ciekawą odmianą wariatorów ciernych są szybciej. Problem budowy takiej  w całym tego słowa
tzw. wariatory samoczynne lub automatyczne, tj. takie, znaczeniu  automatycznej przekładni polega na roz-
które same dostosowują przełożenie do obciążenia. Sil- wiązaniu sprawy odpowiednio sprawnego napędu cier-
nik napędzający jakiS
układ, poddany zmiennym obcią- nego. Oznacza to zarówno dobór materiałów o odpo-
żeniom, może pracować przy optymalnych paramet- wiednio dużych wartoS
ciach współczynnika tarcia, jak
rach, a moment napędowy na wyjS
ciu wariatora jest i zdolnych do przeniesienia możliwie dużych nacisków.
zmienny, dostosowany do chwilowych oporów ruchu. Moc rozwijana przez przeciętnego kolarza waha
Zasadę działania tych przekładni ilustruje rys. się w granicach 0,25  0,3 kW. Przy niskich obrotach
1
. Na napędzającym wale pionowym I osadzona jest wału pedałów można przyjąć dla jazdy turystycznej
pozioma tarcza cierna, z którą współpracuje koło bierne ok. 30 obr/min, daje to jednak doS
ć spory moment:
 a , osadzone na gwintowanym wałku napędzanym II.
W
M = 9550 Å"
Gdy moment obrotowy na wale II wzrasta, ponieważ
n
wzrastają opory ruchu układu napędzanego, np. pojazd
zaczyna jechać pod górę, koło bierne  a nakręca się gdzie: W  moc kolarza w kW,
na gwintowany wał II, S
ciskając sprężynę i jednoczeS
- n  obroty wałka pedałów w obr/min.
nie przesuwa się w prawo, zmniejszając promień rx, WartoS
ć momentu otrzymujemy w Nm.
czyli promień czynny tarczy napędzającej. OczywiS
cie
zmniejsza to przełożenie przekładni i wał II obraca się Po podstawieniu ww. oszacowań, moment roz-
wolniej, przy tych samych obrotach wału I. wijany przez kolarza może wynieS
ć:
MożliwoS
ci przekładni zależą od tarcia pomiędzy
0,3
M = 9550 Å" = 95,5 Nm
tarczą a kołem  a i od sztywnoS
ci sprężyny. Moment ,
30
przenoszony przez przekładnię jest więc ograniczony.
Można to jednak wykorzystać i zastosować układ zmie- co oznacza siłę na pedale ok. 600 N, przy przeciętnej
niający napięcie wstępne sprężyny, co oznacza  prze- długoS
ci korby rzędu 0,15 m. Mechanizm przekładni
sunięcie charakterystyki przekładni w kierunku wyż- automatycznej ciernej, taki żeby się go dało zabudo-
szych lub niższych wartoS
ci dopuszczalnego momentu wać wewnątrz nieprzesadnie dużej piasty, a więc
przenoszonego. o S
rednicy do 90 mm, miałby S
rednice kół ciernych
Koło bierne  a poruszałoby się w lewo i prawo, mniej więcej na poziomie 50 60 mm, z czego wynika,
przyjmując kolejne położenia równowagi, ale nieco bar- że sprzężenie cierne powinno być zdolne przenieS
ć siłę
dziej w lewo, gdyby sprężyna została wstępnie napię- rzędu 3200 N! To wcale niemało! To wyjaS
nia, dlaczego
tak długo w tej grupie przekładni trwała
stagnacja, mimo że były znane od bardzo
1
a dawna.
OczywiS
cie z każdej sytuacji jest
jakieS
wyjS
cie. Jeżeli pojedyncze sprzę-
żenie cierne nie da rady, to przecież moż-
na układ zwielokrotnić. Tak właS
nie pos-
II tÄ…pili konstruktorzy samoczynnej przek-
Å‚adni bezstopniowej stosowanej do na-
tarcza cierna
pędu maszyn włókienniczych), gdzie jest
I przenoszony przez zespół czterech kół
satelitarnych.
Przed wielu laty grupa studentów
jednej z naszych politechnik opracowy-
wała studium projektowe przekładni do
napędu roweru. Schemat pokazuje rys.
2
. Układ miał być zabudowany w tar-
czy napędowej, gdzie jest więcej miej-
2
sca i S
rednica urządzenia może być znacznie większa wanie współczesnych materiałów może spowodować
niż w piaS
cie koła. Zasada działania dobrze widoczna: pojawienie się roweru z przekładnią, która będzie
również zespół kilku kół satelitarnych, sprężyna i od- prawdziwym  stradivariusem wszystkiego, co ma słu-
biór momentu napędowego z dużego koła łańcucho- żyć podniesieniu komfortu i efektywnoS
ci jazdy na ro-
wego. werze. Na tle beznadziejnej perspektywy rozwoju mo-
Wydaje się, że nastąpił już czas takich przekład- toryzacji (nie przybędzie powierzchni do jeżdżenia!)
ni. Zastąpienie zwykłej S
ruby S
rubą kulkową i zastoso- może to być hit przyszłoS
ci!
41
4
1
MA
ODY TECHNIK
4/2006