Фрикционные передачи презентация

в движение другого жесткого звена за счет сил трения в одной или нескольких зонах контакта (сопряжения).

Необходимая сила трения между звеньями механизма создается прижатием одного из них к другому, т. е. силовым замыканием. Такие механизмы применяют преимущественно для преобразования параметров вращательного движения.

(рис. 1.1, а) и две опоры 3 и 4, одна из которых может смещаться для создания начального прижатия катков.

Звенья передач могут иметь не только цилиндрическую форму (цилиндрическая передача, рис. 14.1, а, в), но и коническую (коническая передача, рис. 14.1, б), сферическую и др.

Сравнительно большие нагрузки на опоры – громоздкие подшипники, потери на трение.
3. Ограниченность передаваемых мощностей (10 – 20 кВт, со стальными катками в масле до 200 – 300 кВт)
4. Низкий КПД (η = 0,7…0,95).
5. Ограниченность скоростей (7…10 м/с, в масле > 10 м/с).

– очень редко (фрикционные лебедки в буровой технике).
Вариаторы – широко применяют в приводах конвейеров, сварочных и литейных машинах, металлорежущих станках.

безударного включения.
Фрикционные вариаторы применяют достаточно
широко для обеспечения бесступенчатого
регулирования скорости в станкостроении,текстильных,
бумагоделательных и других машинах и приборах.
Вариаторы применяют как в кинематических, так и в силовых передачах.
Силовые - до 10, реже до 20 кВт.При больших мощностях трудно обеспечить необходимое усилие прижатия катков.

модуль упругости

Для больших моментов:
Закаленная шарикоподшипниковая сталь ШХ15 с твердостью не менее HRC60. Такие катки – в масляной ванне - малые габариты (при больших усилиях сжатия)
Чугун (может быть в паре со сталью)

Для небольших моментов:
Материалы, которые со сталью имеют большой коэффициент трения:
Дерево Текстолит Гетинакс Кожа Резина Прорезиненная ткань Фибра Ферродо Для ведущего катка
Чугун, сталь Для ведомого катка

силой (специальные устройства)

В приборах (например, лентопротягивающие устройства и т. п.),
транспортных машинах и других используют механизмы,
преобразующие вращательное движение ведущего катка / в
поступательное движение ведомого звена 3 (рис. 1.1, г). Прижатие
к ведущему ведомого звена может осуществляться силой тяжести
последнего или, например, с помощью катка 2, вращающегося за
счет сил трения.

отношение (нерегулируемые передачи). Однако с помощью катков можно образовать механизм (передачу) с изменяемым (переменным) передаточным отношением — вариатор.

На рис. 1.2, а, б показан лобовой вариатор, в котором ведущий каток 1 может перемещаться по своему валу (вдоль оси) в осевом направлении (как показано стрелками).

R. Если каток 1 будет на «оси» катка 2, то последний будет неподвижным. При переводе катка 1 в левую часть катка 2 изменится направление вращения ведомого вала (реверсивное вращение).

Фрикционные вариаторы отличаются конструктивным разнообразием. Распространены вариаторы: конусные (рис. 1.3, а), многодисковые (рис. 14.3, б), шаровые (рис. 1.3, в, е), торовые (рис. 1.3, г, д) и др.

ведомого катка несколько меньше скорости ведущего катка из-за их взаимного проскальзывания, обусловленного упругими смещениями контактирующих точек катков и, как следствие, различием скоростей в точках площадки контакта. Обычно равенство скоростей («чистое» качение) имеет место лишь для точек катков, лежащих на линии начального контакта (контакта при . Влияние проскальзывания учитывают с помощью коэффициента скольжения характеризующего снижение окружной скорости на ведомом катке. Его величину определяют экспериментально, обычно

угловых скоростей ведущего и ведомого катков,

Таким образом, передаточное отношение механизма обратно пропорционально диаметрам катков (см. рис. 14.1, а).

и — углы наклона к оси конусов образующих

если пренебречь проскальзыванием, то

Диапазон регулирования

является одной из основных характеристик вариатора. Теоретически возможен случай и . Однако при малых значениях существенно возрастает скольжение и износ катков, снижается КПД, а потому практически диапазон регулирования ограничивают значением .

на ведомый каток диаметром действует момент сопротивления (внешняя нагрузка) , то для его преодоления требуется полезная окружная сила

где — сила трения, образующаяся на площадке контакта катков,

Здесь — коэффициент трения качения; —для пары роликов из стали или чугуна при работе в масле, —для пары сталь—текстолит или фибра без смазки.

работы создают запас сцепления

В силовых передачах принимают обычно , в приборах — .

габаритов подшипников, жестких валов.

Обратим внимание, что усилие оказывается существенно большим, чем сила : например, при и , усилие .

Усилие прижатия катков конической передачи

КПД передач и вариаторов зависит от потерь на скольжение и потерь в опорах валов; обычно .

масле в условиях жидкостного трения, разрушаются из-за усталостного выкрашивания под действием переменных (вследствие вращения) контактных напряжении (рис. 1.4), вызванных силами прижатия.

При этом темп нарастания площади поврежденной поверхности катков оказывается пропорциональным величине максимального контактного напряжения .

граничного трения), наблюдается износ катков, также пропорциональный величине и коэффициенту трения .

Катки из неметаллических материалов выходят из строя вследствие износа, отслаивания рабочих поверхностей.

Таким образом, контактная прочность, износостойкость являются критериями работоспособности катков передач.

:

Значение принимают в зависимости от твердости по Бринеллю поверхности катков: для металлической пары
при работе в масле НВ,
при работе всухую без смазочного материала НВ,
Для катков из текстолита при работе без масла принимают МПа.

(11.6) и (11.7).

Условие (1.5) и зависимость (11.6) используют для предварительного определения межосевого расстояния передачи

Знак плюс в формуле ставится при внешнем контакте катков, а знак минус при внутреннем.

, a также соотношение (1.2) и (1.4). Ширина катка принята , где —коэффициент ширины катка.

При известном межосевом расстоянии диаметры катков находятся из очевидных формул

Расчет передач на износ также можно вести в форме ограничения максимального контактного напряжения

где — допускаемое контактное напря­жение при расчете на износостойкость

оси которых пересекаются. Угол может быть любым, но чаще - 90°.
Необходимо: точность пересечения в одной точке.
При несоблюдении геометрическое скольжение.
i = w1 /w2 = n1 /n2 = Dm2 /Dm1 = tgδ2

конусное расстояние (внешнее).
Сила нормального давления
N1 = Q1 /sinδ1
N2 = Q2 /sinδ2
Q1 = 2KT1 sinδ1 /fDm1
Q2 = 2KT2 sinδ2 /fDm2
НЕТ В ФОРМУЛАХ КОРНЕЙ ПОСМОТРЕТЬ!!!

подчиняется закону Гука:

q = N /b = 2KT1 /bƒDm1 = KT1


откуда