Фрикционные передачи (лекция № 9)

1.

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.

2.

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

3.

Фрикционная передача. Классификация
Классификация:
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).
1
по
расположению
валов:
1.1
с параллельными
(рисунок 2 а, б);
с пересекающимися
31.2
по способу
передачи окружной силы:
(рисунок
2 в);
3.1 с непосредственным
касанием (рисунок 2 а-в);
1.3
(рисунок 2 деталей
г).
3.2 соосные
с помощью промежуточных
(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

4.

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
; Fr
2) повышенный износ катков;
3) непостоянство
передаточного
числа
из-за
неизбежности упругого
скольжения.
Передаточное число передачи:
u
1
D2
.
2 D1 1
Коэффициент скольжения:
V1 V2
.
V1
V1; V2 – окружные скорости на
ведущем и ведомом
катках

5.

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
R f f Fr – сила трения;
Сила прижатия катков:
где
Ft
2T2
D2
R f Ft ,
– передаваемая окружная сила
Ft
Fr k
f
k– 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.

6.

Материалы ФП. Виды разрушения и расчет на прочность
Требования к материалам:
• высокая
износостойкость
и
поверхностная твердость;
• высокий коэффициент трения;
• Сочетания
высокий
модуль
упругости
и
материалов:
теплопроводности.
• закаленная сталь – закаленная сталь
ШХ15, 40ХН, 18ХГТ;
• чугун – чугун СЧ15; СЧ20; СЧ25;
• текстолит – сталь или резина – сталь.
Рисунок 4 – Материалы трущихся поверхностей ка

7.

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

8.

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

9.

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

10.

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:
u
Д max .
umin
В простых вариаторах:
umax
В сложных вариаторах:
Rmax
R0
Rmin
umin
R0
Rmax
umax
Rmin
Rmin
umin
Rmax
Д Rmax .
Rmin
2
R
2
Д max umax
.
R
min

11.

Лекция окончена.
Спасибо за внимание!