1. Проаналізувати принцип роботи та влаштування фрикційних передач Фрикционная передача — механическая передача, служащая 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 состоят из двух катков: ведущего 1 и ведомого 2, которые прижимаются один к другому силой F, так что сила трения Ту в месте контакта катков достаточна для передаваемой окружной силы F_t Условие работоспособности передачи: F_f≥F_t

Нарушение условия приводит к буксованию. Один каток к другому может быть прижат: предварительно затянутыми пружинами (в передачах, предназначен­ ных для работы при небольших нагрузках);

• гидроцилиндрами (при передаче больших нагрузок);

• собственной массой машины или узла;

• через систему рычагов с помощью перечисленных выше средств;

• центробежной силой (в случае сложного движения катков в плане­тарных системах). Фрикционные передачи классифицируют по следующим признакам: 1. По назначению: • с нерегулируемым передаточным числом; • с бесступенчатым регулированием передаточного числа (вариа­торы). 2. По взаимному расположению осей валов: - цилиндрические или конусные с параллельными осями; - конические с пересекающимися осями 3. В зависимости от условий работы: открытые (работают всухую); закрытые (работают в масляной ванне). 4. По принципу действия: нереверсивные; реверсивные. . Достоинства фрикционных передач: • простота конструкции и обслуживания; • плавность передачи движения и бесшумность работы; • большие кинематические возможности (преобразование вращатель­ного движения в поступательное, бесступенчатое изменение скоро­сти, возможность реверсирования на ходу, включение и выключение передачи на ходу без остановки); • за счет возможностей пробуксовки передача обладает предохрани­тельными свойствами. Однако после пробуксовки передача, как пра­вило, резко ухудшает свои качества — появляются лыски на катках, неравномерно срабатываются фрикционные поверхности и т. д. По­этому использовать пробуксовку как предохранительное средство не рекомендуется. Недостатки: • непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания; • незначительная передаваемая мощность (открытые передачи — до 10—20 кВт; закрытые — до 200—300 кВт); • для открытых передач сравнительно низкий КПД; , • большое и неравномерное изнашивание катков при буксовании; • необходимость применения опор валов специальной конструкции с прижимными устройствами (это делает передачу громоздкой);для силовых открытых передач незначительная окружная скорость (v ≤ 7 ÷ 10 м/с);большие нагрузки на валы.

2) Дати оцінку використання зубчатих передач у сучасних машинах. Вказати недоліки та переваги цих передач.

В большинстве случаев зубчатая передача служит для передачи враща­тельного движения. В некоторых механизмах эту передачу применяют для преобразования вращательного движения в поступательное. Зубчатые передачи — наиболее распространенный тип передач в совре­менном машиностроении и приборостроении; их применяют в широких диапазонах скоростей (до 100 м/с), мощностей (до десятков тысяч кило­ватт). 3.2. Основные достоинства зубчатых передач по сравнению с другими передачами: • технологичность, постоянство передаточного числа; • высокая нагрузочная способность; • высокий КПД (до 0,97—0,99 для одной пары колес); • малые габаритные размеры по сравнению с другими видами передач при равных условиях; • большая надежность в работе, простота обслуживания; • сравнительно малые нагрузки на валы и опоры.

3.3. К недостаткам зубчатых передач следует отнести: • невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа; • высокие требования к точности изготовления и монтажа; • шум при больших скоростях; плохие амортизирующие свойства; • громоздкость при больших расстояниях между осями ведущего и ве­домого валов; • потребность в специальном оборудовании и инструменте для нареза­ния зубьев; • зубчатая передача не предохраняет машину от возможных опасных перегрузок. Зубчатые передачи и колеса классифицируют по следующим призна­кам : • по взаимному расположению осей колес — с параллельными осями (цилиндрические), с пересекающимися осями (ко­нические), со скрещивающимися осями (винто­вые); • по расположению зубьев относительно образующих колес — прямо­зубые, косозубые, шевронные и с криволинейным зубом; • по конструктивному оформлению — открытые и закрытые; • по окружной скорости — тихоходные (до 3 м/с), для средних скоро­стей (3—15 м/с), быстроходные (св. 15 м/с); • по числу ступеней — одно- и многоступенчатые; • по расположению зубьев в передаче и колесах — внешнее, внутрен­нее и реечное зацепление; • по форме профиля зуба — с эвольвентными, круговыми; • по точности зацепления. Стандартом предусмотрено 12 степеней точности. Практически передачи общего машиностроения изготов­ляют от шестой до десятой степени точности. Передачи, изготовлен­ные по шестой степени точности, используют для наиболее ответст­венных случаев. 3.5. Из перечисленных выше зубчатых передач наибольшее распростра­нение получили цилиндрические прямозубые и косозубые передачи, как наи­более простые в изготовлении и эксплуатации. Конические передачи при­меняют только в тех случаях, когда это необходимо по условиям компо­новки машины; винтовые — лишь в специальных случаях

3) Проаналізувати причину розрушень зубців зубчатих коліс Правильно спроектированная и изготовленная передача при вы­полнении всех правил эксплуатации не должна перегреваться и произво­дить при работе сильного шума. Появление значительного перегрева и чрез­мерного шума свидетельствует о недостатках в работе передачи, связанных с ее конструкцией, изготовлением, неправильным выбором смазочного ма териала или возможными повреждениями зубьев. Наблюдаются следующие виды разрушения зубьев: пластическая деформация рабочих поверхностей, их поломка, изнашивание, заедание, выкрашивание рабочих поверхностей. - Поломка зубьев. Этот вид разрушения зубьев полностью выводит передачу из строя. Чаще поломка наблюдается у основания зуба вследствие периодического действия переменной нагрузки F, а также в ре­зультате значительной кратковременной перегрузки (ударной нагрузки). Если зуб работает одной стороной, то первоначальная трещина, как пра­вило, образуется в зоне растяжения. Трещина распространяется вдоль ос­нования ножки зуба, а иногда к его вершине или по какой-то рабочей части зуба. - Выкрашивание рабочих поверхностей зубьев. Этот вид повреждения зубьев нарушает нормальную работу всей передачи, но не выводит ее из строя полностью. Чаще это повреждение наблюдается в закрытых переда­чах, работающих при обилии смазочного материала. Выкрашивание по­верхности зубьев возникает на ножках зубьев колес вблизи полюсной ли­нии . Смазочный материал, который заходит в микротрещины, находясь под действием внешнего давления (при работе передачи), раскли­нивает трещины. Повторяясь, такие действия приводят к откалыванию части металла. Диаметр ямок выкрашивания (оспинок) доходит до 2—5 мм. Установлено, что чем тверже поверхности зубьев и чем меньше шероховатость их поверхностей, тем большую нагрузку они могут выдер­живать без опасности возникновения выкрашивания. Более вязкой масло способно лучше гасить динамические нагрузки на зубья и тем самым уменьшать выкрашивание поверхности зубьев. - Изнашивание зубьев чаще наблюдается в открытых передачах, чем в закрытых, заключается в истирании рабочих поверхностей вследствие попадания в зону зацепления металлических частиц, пыли, гря­зи (абразивное изнашивание). - Заедание зубьев. Наблюдается как в открытых, так и в закрытых тихоходных, тяжело нагруженных передачах. Этот вид повреждения зубьев заключается в том, что под действием вы­соких давлений сопряженные поверхности зубьев сцепляются одна с дру­гой настолько сильно, что частицы металла с поверхности зубьев в зоне раздавленной масляной пленки отрываются и прихватываются к поверхно­сти зубьев парного колеса; при последующем относительном движении зубьев эти частицы отрываются и делают на рабочих поверхностях бороз-лы, задиры.

4) Визначити перевагу та недоліки передачі «гвинт-гайка». Привести приклади використання цієї передачі в машинах та механізмах. Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательнег; движения в поступательное (при больших углах подъема винтовой линии, порядка у> 12°). Когда угол подъема больше угла трения, эту переда-г. можно использовать для преобразования поступательного движения бс вращательное

Основные достоинства: возможность получения большого выигрыша в силе; высокая точность перемещения; плавность и бесшумность работы; большая несущая способность при малых габаритных размерах; прбстота конструкции. Недостатки передач винт-гайка: большие потери на трение и низкий КПД; затруднительность применения при больших частотах вращения. Передачи винт-гайка находят применение в устройствах, где требует; получать большой выигрыш в силе, например в домкратах, винтовых прес­сах, нагрузочных устройствах испытательных машин, механизмах металлорежущих станков или в измерительных и других механизмах для точных делительных перемещений. По конструкции винт представляет собой цилиндрический стер­жень цельной (см. рис. 4.2) или сборной конструкции с резьбой. Резьба образуется путем нанесения на цилиндрический стержень винто­вых канавок с сечением определенного профиля. По форме профиля резьбы делят на треугольные, прямо­угольные, трапецеидальные, упорные, круглые.

Винтовая линия образуется, если прямоугольный треугольник АА_ХС огибать вокруг прямого кругового цилиндра.

Винтовую линию образует навиваемая на цилиндр гипотенуза АС тре­угольника, при этом один из катетов, совпадающий с плоскостью основа­ния цилиндра по длине, равен длине окружности основания nd₂, а второй катет — шагу винтовой линии.

Винтовая линия (и соответственно резьба) может быть правой и ле­вой.

Правая винтовая линия идет слева направо и вверх, левая — справа на­лево и вверх. Наиболее распространенной в машиностроении является правая резьба. Угол у (рис. 4.6, а), образованный винтовой линией по сред­нему диаметру резьбы d₂ и плоскостью, перпендикулярной к оси винта, на­зывают углом подъема винтовой линии (резьбы):

Где S – ход резьбы.