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!