Зусилля в передачі.

Для передачі обертового моменту необхідно створювати мінімальну силу тертя Т_min, рівну зусиллю F_t, що діє на окружності діаметра D:

;

Щоб не було ковзання при роботі катків, необхідно трохи збільшити силу тертя і приймати її де k>1 – коефіцієнт запасу зчеплення.

Сила тертя

Потрібна сила натиску

Для силових передач

Для передач приладів

- коефіцієнт тертя.

4. Циліндрична фрикційна передача гладкими катками.

Основні геометричні і кінематичні відношення.

Міжцентрова відстань передачі визначають по формулі:

Ширину катка В зазвичай вибирають в залежності від міжцентрової відстані:

Коефіцієнт ширини катків:

З урахуванням ковзання передаточне число фрикційної передачі визначається формулою:

Діаметр ведучого катка:

де - коефіцієнт ковзання

В силових передачах рекомендується

Розрахунок на міцність.

а) розрахунок по контактним напругам.

При стиску катків силами Q в їх місці стику виникає місцева деформація стиску, що називається контактною. При роботі передачі катки обкатуються один по одному, внаслідок чого місце контакту на кожному з них переміщується по ободу і контактні напруги циклічно змінюються. Для матеріалів, що підкоряються закону Гука, величину контактних напруг визначають по формулі Герца:

,

де - приведений модуль пружності в Н/мм²

Е₁ і Е₂ – модулі пружності матеріалів катків;

- приведений радіус кривизни катків в мм.

В – ширина обода катків в мм.

F – сила натиску в Н.

При великих величинах контактуючих напруг, які змінні у часі, на робочих поверхнях катків виникають втомлені тріщини, поверхні поступово знищуються. Для запобігання цього явища розрахункові контактні напруги не повинні перевищувати допустимих, тобто умови контактної міцності мають вигляд: .

При проектному розрахунку циліндричної фрикційної передачі, катки якої виготовлені з матеріалів, що підкорюються закону Гука, визначають міжосьову відстань із умови контактної міцності. Для цього існує формула, виведена на основі формули Герца

мм

де i – передаточне число фрикційної передачі;

- допустима контактна напруга в Н/мм², для менш міцного із матеріалів пари катків;

k – коефіцієнт запасу зчеплення;

Т₁ – обертовий момент на валу ведучого катка в ;

Е_пр – приведений модуль пружності в Н/мм²;

- коефіцієнт тертя;

- коефіцієнт ширини катків.

Зазвичай приймаємо

Чавун і текстоліт незначно відхиляються при деформації від закону Гука, тому розрахунок фрикційних передач з катками із чавуна і текстоліту виконують по контактним напругам.

б) Розрахунок при навантаженні на одиницю довжини контактної лінії.

Для катків з робочою поверхнею із дерева, шкіри, резини і інших матеріалів, що не підкорюються закону Гука, параметри передачі визначають по допустимому навантаженні [q] на одиницю довжини контактної лінії. Формула проектного розрахунку має наступний вигляд:

,

де [q] – допустиме навантаження на одиницю довжини контактної лінії для менш міцного із матеріалів пари катків.

Для фібри по сталі в суху H/мм; для гуми по сталі в суху Н/мм

Порядок проектного розрахунку циліндричної фрикційної передачі.

1. Визначають міжцентрову відстань А.

2. Визначають геометричні розміри катків:

; ; .

3. Визначають окружну швидкість і зрівнюють з допустимою.

При роботі катків в суху

При роботі катків в маслі

4. Визначають величину натискного зусилля.

5. Конічна фрикційна передача.

При необхідності передачі моменту між валами, геометричні осі яких перетинаються, використовують конічні фрикційні передачі.

а) передаточне число.

Без урахування проковзування:

Для конічних фрикційних передач рекомендується

б) геометричний розрахунок передачі.

1. Конусна відстань. Із трикутника acd

2. Діаметр ведучого катка

3. Діаметр веденого катка

4. Середній діаметр катків

в) Зусилля в передачі

Величина нормального тиску Q необхідного для передачі окружного зусилля Р складає:

(5;5)

зв'язок між силою нормального тиску Q і силами Q₁ і Q₂ діє вздовж осей катків, може бути отримана із паралелограма сил:

;

Таким чином для забезпечення одної і тої ж сили нормального тиску між катками вздовж осі малого катка потрібно прикласти меншу силу (так як , то ) тобто натискним вигідніше робити менший каток.

г) Розрахунок на міцність

Розрахунок фрикційної передачі оснований на тих же принципах, що і циліндричний.

При катках, матеріал яких підкорюється закону Гука, розрахунок ведуть на контактну міцність.

При проектному розрахунку визначають середню конусну відстань по формулі:

(5;6)

Одиниці вимірювання в цій формулі ті ж, що і при розрахунках циліндричних фрикційних передач.

- коефіцієнт ширини катків.

Якщо матеріали катків не підкорюються закону Гука (шкіра, резина, дерево тощо), то розрахунок конічної фрикційної передачі ведуть по питомому навантаженні. Формула проектного розрахунку має вигляд:

(5;7)

Одиниці виміру в цій формулі ті ж, що і при розрахунку циліндричних фрикційних передач.

д) Порядок проектного розрахунку.

1. Визначають момент на валу ведучого катка

2. Визначають кути конусності катків

; ;

3. По формулам (5;6) або (5;7) знаходимо середню конусну відстань, вибрав передчасно матеріал катків і знайшовши відповідні значення k і або [q].

Задаємося величинами k і

4. Визначають ; ;

; ; .

5. Визначають величину натискного зусилля

6. Поняття о варіаторах

Передачі, що забезпечують плавну, безступінчасту зміну кутової швидкості веденого валу при постійній кутовій швидкості ведучого, називають варіаторами.

При відповідному натисканні до диска каток проходить у обертовий рух зі швидкістю n₂, що залежить від відстані катка до осі ведучого валу. Із умови рівності швидкостей в точці дотику диску і катка (при відсутності ковзання) маємо ( ) і передаточне число для даного положення катка

Змінюючи швидкість х, можна плавно регулювати швидкість веденого валу, змінюючи не тільки по величні, але й по напрямку. Головною характеристикою варіатора є діапазон регулювання, рівний відношенню максимальної кутової швидкості веденого катка до мінімальної його кутової швидкості

(5;8)

Практично для одноступеневих варіаторів .

В залежності від форми тіла кочення варіатори бувають лобові, конусні, торові тощо.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ :

1. Перерахувати переваги та недоліки фрикційних передач.

2. Класифікувати фрикційні передачі.

3. Написати формулу Герца для визначення контактних напружень.

4. Напасати основні формули геометричного розрахунку циліндричної фрикційної передачі.

5. Як визначається передаточне число варіаторів. Область застосування варіаторів.

ВИКЛАДАЧ _________________________________________________________

РОЗДІЛ : Деталі машин

ТЕМА Ланцюгові передачі

ПЛАН

1. Загальні відомості про передачі. Будова, принцип дії, деталі передач.

2. Основні геометричні співвідношення.

3. Сили, що діють в ланцюговій передачі.

4. Студент повинен знати переваги та недоліки передач, область застосування, формули для геометричного розрахунку передач, сили, що діють в ланцюговій передачі.

.

Студент повинен вміти: вибирати тип ланцюгової передачі в залежності від умов роботи, проводити геометричний розрахунок.

ЛІТЕРАТУРА ОСНОВНА [ 4 ] с.57-61

ЛІТЕРАТУРА ДОДАТКОВА