7. Фрикційні передачі. Основні параметри, переваги та недоліки. Розрахунок котків на міцність

Передачі, в яких рух передається силами тертя, що виникають між робочими поверхнями котків, називають фрикційними.

Залежно від призначення фрикційні передачі поділяють на передачі з нерегульованим передаточним числом та з плавним регулюванням передаточного числа. Останні називаються варіаторами.

Залежно від взаємного розміщення валів передачі бувають: циліндричні, конічні й лобові.

Переваги фрикційних передач: простота конструкції та обслуговування; плавність і безшумність обертання; можливість плавного регулювання передаточного числа на ходу; запобігання поломок під час перевантаження.

Недоліки: несталість передаточного числа, великі навантаження на вали та їх опори, порівняно низький ККД

Фрикційні передачі застосовують у вібрографах, магнітофонах, кіноапаратах, спідометрах, металорізальних верстатах, текстильних машинах тощо.

Нормальна робота (без буксування) фрикційної передачі буде забезпечена, якщо сила тертя F_f , що виникає між котками, буде не меншою від колової сили F_t , необхідної для передавання моменту М₁, тобто

,

де F_f=Q f – сила тертя, Q – сила притискання котків, f – коефіцієнт тертя, – колова сила, M₁ – крутний момент ведучого котка, D₁ – діаметр ведучого котка.

Для передачі заданого крутного моменту котки повинні притискатися один до одного з зусиллям:

,

де K – коефіцієнт запасу зчеплення.

Передаточне число фрикційної передачі визначають за формулою:

,

де і n₁ – відповідно кутова швидкість і частота обертання ведучого котка ; і n₂ – кутова швидкість і частота обертання веденого котка ; D₁ і D₂ – діаметри ведучого і веденого котків відповідно; ε – коефіцієнт пружного ковзання ( ).

Міжосьова відстань передачі визначається за формулою:

,де .

Звідки .

При проектувальному розрахунку з умови контактної витривалості робочих поверхонь котків визначають міжосьову відстань:

,

де К – коефіцієнт запасу зчеплення; Е_зв – зведений модуль пружності матеріалів котків; f – коефіцієнт тертя, Ψ_ва – коефіцієнт ширини котків відносно міжосьової відстані , його обирають у межах:

,

де в – ширина котка.

8. Пасові передачі. Основні параметри передачі, передаточне відношення, переваги і недоліки пасових передач

Передача механічної енергії за допомогою сил тертя між пасом і шківом називається пасовою. Пасова передача складається з двох або більшої кількості шківів і нескінченного паса, надітого на шківи з натягом.

Залежно від форми поперечного перерізу паса (рис.4.1) розрізняють такі види пасових передач: плоскопасові з прямокутним профілем поперечного перерізу паса (рис.4.1,а); клинопасові з трапецоїдним профілем поперечного перерізу (рис.4.1,б); поліклинопасові, що мають поздовжні клинові виступи-ребра на внутрішній поверхні паса (рис.4.1,в); круглопасові (рис.4.1,г) з круглим профілем поперечного перерізу паса; зубчастопасові.

Рис.4.1. Форми поперечного перерізу паса

Переваги пасових передач: можливість передачі потужності на значні відстані (до 15м); плавність і безшумність роботи; зменшення вібрацій і поштовхів внаслідок пружної витяжки паса, відносно високий ККД: .

Недоліки: великі габаритні розміри, мала довговічність паса в швидкохідних передачах; великі навантаження на вали і підшипники від натягу паса, несталість передаточного числа; неможливість застосування у вибухонебезпечних місцях внаслідок електризації паса.

Основні геометричні, кінематичні та силові параметри пасових передач. Міжосьова відстань пасової передачі визначається в основному конструкцією приводу машини і рекомендується в таких межах:

– для плоскопасових передач:

,

– для клинопасових:

,

де D₁ і D₂ – діаметри шківів.

Розрахункова довжина паса:

.

Кут охоплення пасом малого шківа:

.

Для плоскопасової передачі рекомендується , а для клинопасової .

Передаточне число пасових передач:

,

де – коефіцієнт пружного ковзання, який показує відносну втрату швидкості

,

де v₁ i v₂ – колові швидкості ведучого і веденого шківів.

Для появи тертя між пасом і шківом пас після встановлення на шківи попередньо натягують з силою F₀. Чим більша F₀, тим вища тягова здатність передачі.

Під час появи робочого навантаження проходить перерозподіл натягів віток паса: ведуча натягується додатково до сили F₁, а натяг веденої вітки зменшується до F₂:

,

де – колова сила:

,

де М₁ – крутний момент.

Сили, що діють на вали та їх опори:

.

Метою розрахунку пасових передач є вибір та визначення геометричних розмірів пасів і шківів при попередньо вибраних його типу і матеріалах їх елементів.

Основними критеріями розрахунку плоских і клинопасових пасів передач є тягова здатність, що забезпечує надійність зчеплення паса з ободом шківа, та довговічність паса, яка залежить від його втомної міцності.

Проектний розрахунок плоскопасових передач зводиться до визначення ширини в вибраного типу паса і його товщини . Вихідними даними для розрахунку задають потужність N₁, кутову швидкість ω, передаточне число и, строк служби L_h, а також умови і режими роботи передачі.