Тема 15 Фрикционные передачи и вариаторы (0,25/0,5/0,5часа)

План лекции

1. Понятие о фрикционных передачах

2. Расчет фрикционных передач

Фрикционные передачи передают движение за счёт сил трения (лат. frictio – трение). Простейшие передачи состоят из двух цилиндрических или конических роликов - катков.

Главное условие работы передачи состоит в том, что момент сил трения между катками должен быть больше передаваемого вращающего момента.

Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи определяют как отношение частот вращения или диаметров тел качения.

U = n₁/n₂=D₂/[D₁(1-)],

где ε – коэффициент скольжения (0,05 - для передач "всухую"; 0,01 – для передач со смазкой и большими передаточными отношениями).

Для конической передачи – вместо диаметров берут углы конусов.

Фрикционные передачи выполняются либо с постоянным, либо с регулируемым передаточным отношением (вариаторы).

Передачи с постоянным передаточным отношением применяются редко, главным образом, в кинематических цепях приборов, например, магнитофонов и т.п. Они уступают зубчатым передачам в несущей способности. Зато фрикционные вариаторы применяют как в кинематических, так и в силовых передачах для бесступенчатого регулирования скорости. Зубчатые передачи не позволяют такого регулирования.

Поскольку всё это следствие высоких контактных напряжений сжатия, то в качестве проектировочного выполняется расчёт по допускаемым контактным напряжениям]. Здесь применяется формула Герца-Беляева, которая, собственно говоря, и была выведена для этого случая. Исходя из допускаемых контактных напряжений, свойств материала и передаваемой мощности определяются диаметры фрикционных колёс

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).

Более надёжны передачи, у которых ведущий каток твёрже, чем ведомый, т.к. тогда при пробуксовке не образуются лыски.

Применяются обрезиненные катки, однако их коэффициент трения падает с ростом влажности воздуха.

Для крупных передач применяют прессованный асбест, прорезиненную ткань и кожу.

Тема 16 Ременные передачи. (1/-/- час)

План лекции:

1. Общие сведения

2. Силы в передаче

3. Напряжение в ремне. Скольжение ремня

4. Передачи клиновым и поликлиновым ремнем

5. Передачи зубчатым ремнем

Ременная передача – передача трением с гибкой связью. Она состоит из ведущего диаметром d₁, ведомого диаметром d₂ шкивов и ремня 1, надетого на шкивы с предварительным натяжением (рис. 59). Нагрузку передают силы трения между шкивами и ремнем.

После зубчатой передачи ременная – наиболее распространенная из механических передач.

Рисунок 59 – Ременная передача

В зависимости от формы поперечного сечения ремня бывают передачи: плоским ремнем (рис. 60,а), клиновым ремнем (рис. 60,б), поликлиновым ремнем (рис. 60,в), круглым ремнем (рис. 60,г). Наибольшее применение в машиностроении имеют клиновые и поликлиновые ремни.

Рисунок 60 – Формы поперечного сечения ремня

Ремни изготовляют из прорезиненных тканей или синтетических материалов.

Передача плоским ремнем обладает повышенными работоспособностью и долговечностью (в связи с меньшими напряжениями изгиба в плоских ремнях). Ее рекомендуют применять при больших межосевых расстояниях (до 15м) или высоких скоростях ремня (до 100м/с).

За счет клинового эффекта в передачах клиновым и поликлиновым ремнями можно реализовать большие силы трения и уменьшить габариты передачи.

Ремни круглого сечения предназначены для пространственных передач малой мощности (оборудование полиграфической и текстильной промышленности, настольные станки, приборы, бытовые машины). Скорость ремня до 30м/с.

Разновидностью ременной передачи является передача зубчатым ремнем, передающая нагрузку путем зацепления ремня со шкивами.

Достоинства ременных передач.

1. Простота конструкции, эксплуатации и малая стоимость.

2. Возможность передачи движения на значительные расстояния (до 15м).

3. Возможность работы с высокими частотами вращения.

4. Плавность и бесшумность работы вследствие эластичности ремня.

5. Смягчение вибраций и толчков вследствие упругости ремня.

6. Предохранение механизмов от перегрузок вследствие возможного проскальзывания ремня (к передачам зубчатым ремнем это свойство не относится).

Недостатки ременных передач.

1. Большие радиальные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей.

2. Малая долговечность ремня в быстроходных передачах.

3. Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня, необходимость устройств для натяжения ремня.

4. Непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня.

5. Чувствительность нагрузочной способности к наличию паров влаги и нефтепродуктов.

Применение. Ременные передачи применяют в приводах для передачи движения от электродвигателя или ДВС, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число и может быть не строго постоянным (приводы металлорежущих станков, конвейеров, транспортных, дорожных, строительных и сельскохозяйственных машин и др.). Передачи зубчатым ремнем можно применять и в приводах, требующих постоянного значения и (приборные и робототехнические устройства).

Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50кВт, хотя может достигать 2000кВт и больше. Скорость ремня v = 5...50м/с, а в высокоскоростных передачах – до 100м/с и выше.