ТЕМА МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ ЛЕКЦИЯ 9 ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

ТЕМА МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ. ЛЕКЦИЯ № 9. ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ Вопросы, изложенные в лекции 1 Определение, классификация. 2 Геометрия и кинематика. Условие работоспособности. 3 Материалы ФП. Виды разрушения и расчет на прочность. 4 Фрикционные вариаторы.

Фрикционная передача Рисунок 1 – Фрикционная передача: 1 – ведущий каток; 2 – ведомый каток

Фрикционная передача. Классификация: 2 по форме поверхности катков: 1 по расположению валов: 2. 1 цилиндрические (рисунок 2 а); 1. 1 с параллельными (рисунок 2 а, б); 2. 2 конические (рисунок 2 б, в); 1. 2 с пересекающимися (рисунок 2 в); 2. 3 сферические; 1. 3 соосные (рисунок 2 г). 2. 4 тороидальные (рисунок 2 г). 3 по способу передачи окружной силы: 3. 1 с непосредственным касанием (рисунок 2 а-в); 3. 2 с помощью промежуточных деталей (рисунок 2 г). 4 по назначению: 4. 1 с нерегулируемым передаточным числом (рисунок 2 а-в); 4. 2 с бесступенчатым регулированием передаточного числа (вариато-ры)(рисунок 2 г). Рисунок 2 – Схемы фрикционных передач

Геометрия и кинематика ФП Достоинства: 1) плавность и бесшумность работы; 2) возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа; 3) отсутствие мертвого хода при реверсе передачи. Недостатки: 1) большие нагрузки на валы и подшипники из-за прижимной силы ; 2) повышенный износ катков; 3) непостоянство передаточного числа из-за неизбежности упругого скольжения. Передаточное число передачи: Коэффициент скольжения: – окружные скорости на ведущем и ведомом катках

Условие работоспособности ФП Фрикционная передача (рисунок 1) состоит из двух катков, которые прижимаются один к другому силой Fr (на рисунке — пружиной) так, что сила трения в месте контакта катков достаточна для передачи окружной силы Ft. Условие работоспособности передачи трением : где – сила трения; – передаваемая окружная сила Сила прижатия катков: где – коэффициент запаса сцепления, который принимают равным 1, 25. . . 2, 0. Значения коэффициента трения f между катками в среднем равны следую-щим значениям для различных условий работы: - сталь или чугун по коже или ферродо насухо – 0, 3; - то же в масле – 0, 1; - сталь или чугун по стали или чугуну насухо – 0, 15; - то же в масле – 0, 07.

Материалы ФП. Виды разрушения и расчет на прочность Требования к материалам: • высокая износостойкость и поверхностная твердость; • высокий коэффициент трения; • высокий модуль упругости и теплопроводности. Сочетания материалов: • закаленная сталь – закаленная сталь ШХ 15, 40 ХН, 18 ХГТ; • чугун – чугун СЧ 15; СЧ 20; СЧ 25; • текстолит – сталь или резина – сталь. Рисунок 4 – Материалы трущихся поверхностей катков

Материалы ФП. Виды разрушения и расчет на прочность Виды разрушения: • усталостное разрушение (ФП работает в масле); • износ (ФП работает насухо); • задир поверхности (пробуксовка – перегрев – разрыв масляной пленки). Все виды разрушений зависят от значений напряжений в месте контакта (рисунок 5). Поэтому основной критерий работоспособности – контактная прочность рабочих поверхностей катков. При проектном расчете ФП определяется межосевое расстояние . Рисунок 5 – Усилия и напряжения в контакте

Фрикционные вариаторы Фрикционный механизм, предназначенный для бесступенчатого регулирования передаточного числа, называют фрикционным вариатором. Рисунок 6 – Фрикционный вариатор

Фрикционные вариаторы Рисунок 7 – Фрикционные вариаторы: а) лобовой; б) конусный; в) торовый

Фрикционные вариаторы Вариаторы разделяются на два основных типа: а) простые, в которых изменяется только один радиус контакта, а другой остается постоянным (лобовой, конусный, дисковый); б) сложные, в которых изменяются оба радиуса (торовый, шаровый). Основной кинематической характеристикой вариатора является диапазон регулирования угловой скорости (передаточного числа) ведомого вала при постоянной угловой скорости ведущего вала: В простых вариаторах: В сложных вариаторах:

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

Определение: Фрикционнаяпередача — Фрикционная передача — механическая передача, служащая для передачи вращательного движения (или для преобразования вращательного движения в поступательное) между валами с помощью сил трения, между валами с помощью сил возникающих между катками, трения, возникающих между цилиндрами или конусами, катками, цилиндрами или насаженными на валы и конусами, насаженными на валы и прижимаемыми один к другому.

Достоинства: • • Простота конструкции. Плавность и бесшумность работы. Возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке. Возможность плавного изменения передаточного числа на ходу машины.

Недостатки: • • • Значительная радиальная нагрузка на опоры валов, которая может до 35 раз превышать передаваемое окружное усилие и вызывающее интенсивное изнашивание рабочих элементов передачи и разрушение катков. Фрикционные не обеспечивают строгого постоянства передаточного числа при изменении нагрузки Имеют сравнительно невысокий КПД.

Вывод: Фрикционные передачи с нерегулируемым передаточным числом в машиностроении применяются сравнительно редко. В качестве силовых передач они громоздки и малонадежны. Эти передачи применяются преимущественно в приборах, где требуется плавность и бесшумность работы (магнитофоны, проигрыватели, спидометры и т. п. )

Основные требования к материалам: износостойкость и контактная прочность; высокий коэффициент трения; высокий модуль упругости, чтобы не возникала значительная деформация площадки контакта, и не увеличивались потери на трение.