Transcript Фрикционная передача

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
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
; 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:
V V
  1 2.
V1
V1;V2
– 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
Rf  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.
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 ШХ15, 40ХН, 18ХГТ;
• чугун – чугун СЧ15; СЧ20; СЧ25;
• 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 a w .
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:
u
Д  max .
umin
В простых вариаторах:
u max 
u min
В сложных вариаторах:
Rmax
R0
Rmin

R0
u max
Rmax

Rmin
u min
Rmin

Rmax
 Д  Rmax .
Rmin
2
 Rmax 
2
 Д 


u
max.
R

 min 
Лекция окончена.
Спасибо за внимание!