Фрикционные передачи Фрикционной передачей называется механизм, служащий

Фрикционные передачи

Фрикционной передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения от одного вала к другому с помощью сил трения, возникающих между насаженными на валы и прижатыми друг к другу дисками, цилиндрами или конусами. Классификация фрикционных передач по расположению осей валов: • с параллельными осями • с пересекающимися осями • соосные по форме тел качения: • с гладкими цилиндрическими катками • с катками с клинчатым ободом • коническими катками • торовые • сферические по условиям работы: • открытые – работающие всухую • закрытые – работающие в масляной ванне по возможности регулирования передаточного числа: • с условно постоянным передаточным числом • с бесступенчатым регулированием передаточного числа (фр. вариаторы)

Достоинства фрикционных передач: • простота конструкции • плавность и бесшумность работы • возможность бесступенчатого изменения передаточного числа • возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке Недостатки фрикционных передач: • значительная радиальная нагрузка на опоры валов • скольжение в передаче, приводящее к непостоянству передаточного числа • сравнительно невысокое значение КПД Область применения: транспортирующие машины (например лебедки с фр. приводом) металлорежущие станки кузнечно-прессовое оборудование (фр. прессы, фр. молоты) другие Требования к материалам: • износостойкость и контактная прочность • высокий коэффициент трения • высокий модуль упругости Закаленная сталь – закаленная сталь (высокий КПД, малые габариты) Чугун – чугун; чугун – сталь (возможность работы всухую и со смазкой) Сталь – текстолит (возможность работы без смазки, высокий коэффициент трения) Покрытие из кожи или резины (малая контактная прочность, но высокий коэффициент трения)

Основные характеристики фрикционных передач Передаточное число без учета проскальзывания: для силовых передач u ≤ 7, для передач приборов u ≤ 25 Передаточное число с учетом проскальзывания: ε – коэффициент скольжения для металлических катков: ε = 0, 01… 0, 03; для текстолитового ε ≈ 0, 1 Окружная сла: Для передачи момента на ведомое колесо, окружная сила должна быть меньше наибольшей силы трения покоя, т. е. должно выполняться условие: Ft < FTP Сила трения: ω2 k – коэффициент запаса сцепления (k=1, 3… 1, 4); ω1; Т 1 f – коэффициент трения для стальных или чугунных катков, в масляной ванне f = 0, 04… 0, 05; D 2 работающих всухую f = 0, 15… 0, 20; для Q неметаллических катков f = 0, 2… 0, 3. D 1 Сила прижатия: Ft

Расчет фрикционной передачи Основным критерием работоспособности фрикционных передач является износостойкость рабочих поверхностей тел качения. Условие износостойкости: Н – контактные напряжения; Н – допустимые контактные напряжения; Для катков, материал которых подчиняется закону Гука: формула Герца: q – нормальная нагрузка по длине контактной линии; Е пр – приведенный модуль упругости материалов катков; ρ пр – приведенный радиус кривизны катков; μ – коэффициент Пуассона материалов катков b – ширина катков При μ=0, 3

Межосевое расстояние - основной расчетный параметр фрикционной передачи (определяется из формулы Герца на стадии проектировочного расчета): Ψа – коэффициент ширины катка по межосевому расстоянию; Ψа =0, 2… 0, 4 Размеры катков определяются по формулам: Должно соблюдаться условие: b ≤ D 1 ; ширину обода малого катка принимают на 2… 5 мм больше расчетной из-за возможного осевого смещения катков. Допустимые контактные напряжения Н назначают: для стальных катков: Н =1, 2… 1, 5 НВ, МПа (всухую), Н =2, 4… 2, 8 НВ, МПа (в масле), для чугунных: Н =1, 5 ви для текстолитовых: Н =80… 100 МПа. Расчет неметаллических катков, материал которых не подчиняется закону Гука, ведут по нагрузке q на единицу длины контактной линии q - допускаемая удельная нагрузка q = 40… 80 Н/мм для пластмасс; q = 2, 5… 5 Н/мм для дерева; q = 10… 30 Н/мм для резины; q = 15… 25 Н/мм для кожи

Вариаторы служат для плавного изменения скорости вращения ведомого вала на ходу при постоянной скорости ведущего вала. В зависимости от формы тел качения бывают вариаторы: лобовые, конусные, торовые, дисковые, клиноременные Основная характеристика вариатора – диапазон регулирования: Для одноступенчатых вариаторов Д = 3… 6. С увеличением Д снижается КПД передачи.