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

1 по расположению валов: 1.1 с параллельными (рисунок 2 а, б); 1.2 с пересекающимися (рисунок 2 в); 1.3 соосные (рисунок 2 г).

2 по форме поверхности катков: 2.1 цилиндрические (рисунок 2 а); 2.2 конические (рисунок 2 б, в); 2.3 сферические; 2.4 тороидальные (рисунок 2 г).

Классификация:

Фрикционная передача. Классификация

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 ФПДостоинства: 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:

rF

.11

2

2

1

D

Du

.1

21V

VV

Коэффициент скольжения:

21;VV – 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 : ,tf FR

где – сила трения;rf FfR – передаваемая окружная сила2

22

D

TFt

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.

Сила прижатия катков: f

FkF t

r

k

• высокая износостойкость и поверхностная твердость;• высокий коэффициент трения;• высокий модуль упругости и теплопроводности.

Сочетания материалов:

Требования к материалам:

Материалы ФП. Виды разрушения и расчет на прочность

• закаленная сталь – закаленная сталь ШХ15, 40ХН, 18ХГТ;• чугун – чугун СЧ15; СЧ20; СЧ25;• текстолит – сталь или резина – сталь.

Рисунок 4 – Материалы трущихся поверхностей катков

• усталостное разрушение (ФП работает в масле);• износ (ФП работает насухо);• задир поверхности (пробуксовка – перегрев – разрыв

масляной пленки).

Виды разрушения:

Материалы ФП. Виды разрушения и расчет на прочность

Все виды разрушений зависят от значений напряжений в месте

контакта (рисунок 5). Поэтому основной критерий работоспособности – контактная прочность рабочих поверхностей катков.

Рисунок 5 – Усилия и напряжения в контакте

При проектном расчете ФП определяется межосевое расстояние .wa

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:

.min

maxu

uД

В простых вариаторах:

0

maxmax R

Ru

0

minmin R

Ru

В сложных вариаторах:

min

maxmax R

Ru

max

minmin R

Ru

.min

maxR

RД

.2max

2

min

max uR

RД

Лекция окончена.Спасибо за внимание!