Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи

, (1)

где – коэффициент скольжения (0,05 - для передач всухую; 0,01 – для передач со смазкой.

Условие работоспособности передачи трением

(2)

Нарушение условия (2) приводит к буксованию и быстрому износу катков.

Для того чтобы передать заданное окружное усилие F_t., фрикционные катки надо прижать друг к другу усилием F_r так, чтобы возникающая при этом сила трения F_f была бы больше силы F_t.

Основные виды повреждений рабочих поверхностей катков и критерии работоспособности

1.Усталостное выкрашивание металлических рабочих поверхностей катков. Передача работает в масле. Образуются усталостные микротрещины, в которые попадает смазка. При поступлении микротрещины в зону контакта ее края сжимаются, а внутри увеличивается гидростатическое давление, приводящее к отрыву частиц металла.

2.Износ катков из неметаллических материалов от трения. Передача работает насухо. Происходит отслаивание материала рабочих поверхностей.

3.Задир поверхности (пробуксовка – перегрев – разрыв масляной пленки).

Основной критерий работоспособности для передач с металлическими катками – контактная прочность рабочих поверхностей катков; для передач с неметаллическими катками – износостойкость рабочих поверхностей тел качения.

Расчет цилиндрической фрикционной передачи Проектный расчет

Определяют межосевое расстояние

(3)

Проверочный расчет Проводят проверку на прочность по контактным напряжениям (рис.9). Условие контактной прочности .

, (4)

где - приведенный модуль упругости.

Значение допускаемых напряжений принимают в зависимости от твердости по Бринеллю поверхности катков: для металлической пары при работе в масле =(2,5-3) НВ, при работе в сухую без смазочного материала =(1,2-1.5) НВ. Для катков из текстолита при работе без масла принимают =80-100 МПа.

Требования к материалам катков

• высокая износостойкость, поверхностная твердость и влагостойкость;

• высокий коэффициент трения f (для уменьшения силы прижатия F_nр);

• высокий модуль упругости E (для уменьшения упругого скольжения и потерь на перекатывание).

Сочетания материалов для ведущего и ведомого катков

1.Закаленная сталь по закаленной стали (стали марок ШХ15, 40ХН, 18ХГТ и др.) для быстроходных закрытых силовых передач. Такое сочетание обеспечивает наибольшую компактность передачи, но требует более точного изготовления и малых параметров шероховатости поверхностей.

2.Чугун по чугуну (СЧ 15-32; СЧ 18-36; СЧ 21-40 и др.) или чугун по стали для открытых тихоходных силовых передач. Чаще применяют чугун по стали, что обеспечивает меньший шум при работе передачи.

3.Текстолит, гетинакс или фибра по стали или по чугуну для малонагруженных открытых передач, не требующих большой долговечности. Такое сочетание материалов позволяет уменьшить требования к качеству обработки контактирующих поверхностей, так как они хорошо прирабатываются.

4.Кожа, резина, прорезиненная ткань, ферродо, пластмассы по стали или чугуну для передачи незначительных моментов.

Значения коэффициента трения между катками в среднем:

- сталь или чугун по коже или ферродо насухо f = 0,3;

- то же в масле f = 0,1;

- сталь или чугун по стали или чугуну насухо f = 0,15;

- то же в масле f = 0,07.