Тема 6 Фрикционные передачи

6.1. Общая характеристика фрикционных передач

Фрикционная передача (см. рис. 1.6) служит для передачи вращательного движения (или для преобразования вращательного движения в поступательное) между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и прижимаемыми один к другому.

Фрикционные передачи выполняют либо с постоянным, либо с регулируемым передаточным отношением (вариаторы, см. модуль 1 рис. 1.7).

Простейшие фрикционные передачи состоят из двух цилиндрических или конических катков (рис. 1.6 и 6.1)¹.

По расположению осей валов различают:

- передачи с параллельными осями цилиндрические (см. рис. 6.1, а, 1.6), конусные (с клинчатыми катками (см. рис. 6.1, б));

- передачи с пересекающимися осями конические (см. рис. 6.1, в).

а б в

Рис. 6.1. Фрикционные передачи

Для цилиндрической фрикционной передачи на рис. 6.1, а передаточное отношение (см. формулы (1.7) и (1.8))

. (6.1)

Передаточное отношение ортогональной конической фрикционной передачи (см. рис. 6.1, в)

. (6.2)

В формуле (6.1) коэффициент упругого скольжения

, (6.3)

где , окружные скорости ведущего и ведомого катков.

Для передач открытых, работающих всухую =0,005, для передач закрытых, работающих в масляной ванне =0,03 [8].

Достоинства фрикционных передач:

- простота конструкции;

- плавность и бесшумность работы;

- возможность плавного регулирования скорости на ходу;

- при случайной перегрузке – пробуксовка;

- отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи.

Основным недостатком фрикционных передач является потребность в прижимных устройствах, это приводит:

- к значительным нагрузкам на опоры валов,

- большим потерям на трение,

- сравнительно низкому КПД,

- специальным требованиям к материалам катков.

Кроме того, фрикционные передачи:

- не обеспечивают постоянства передаточного отношения из-за упругого скольжения, либо из-за пробуксовки;

- уступают зубчатым передачам в несущей способности.

Основные требования к материалам фрикционных колёс:

- высокая износостойкость и поверхностная прочность;

- высокий коэффициент трения (во избежание больших сил сжатия);

- высокий модуль упругости (чтобы площадка контакта, а значит и потери на трение были малы).

Наиболее пригодными оказываются шарикоподшипниковые стали типа ШХ15 или 18ХГТ, 18Х2Н4МА. Используют также обрезиненные катки, однако у них коэффициент трения падает с ростом влажности воздуха. Разработаны специальные фрикционные пластмассы с асбестовым и целлюлозным наполнителем, коэффициент трения которых достигает 0,5. Используют текстолит, прессованный асбест, прорезиненную ткань и кожу.

Фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением применяют, главным образом, в кинематических цепях приборов.

Фрикционные вариаторы применяют как в кинематических, так и в силовых передачах для бесступенчатого регулирования скорости.

Окружная скорость катков открытых силовых передач не должна быть больше 10 м/с, а для закрытых передач — 20 м/с [8].

Для одной пары цилиндрических катков силовых передач передаточное отношение (для передач приборов ), конических катков .

Коэффициент полезного действия фрикционных передач в основном определяется потерями в результате относительного скольжения катков и потерями в опорах валов. Экспериментально установлено, что для закрытых передач наибольшие значения КПД , для открытых .