Расчет на прочность фрикционной передачи

Схема для расчета цилиндрической фрикционной передачи представлена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема к расчету цилиндрической фрикционной передачи

Контактные напряжения передач с контактом по линии определяют по формуле Герца:

, (4.25)

где q – нормальная нагрузка по длине кон­тактной линии;

, (4.26)

Q – сила прижатия катков;

К_зс – коэффициент запаса сцепления (К_зс = 1,25 ... 2);

l – длина контактной линии;

ρ_пр – приведенный радиус кривизны:

; (4.27)

; ;

Е_пр – приведенный модуль упругости,

; (4.28)

μ – коэффициент поперечной деформации.

При μ = 0,3 получим условие прочности по контактным напряжениям

, (4.29)

где [σ_Н] – допускаемое контактное напряжение для менее прочного материала катков.

Фрикционные вариаторы

Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения скорости вращения ведомого вала на ходу при постоянной скорости ведущего вала. В зависимости от формы тел качения вариаторы (рис. 4.6) делятся на лобовые, конусные, торовые, дисковые, клиноременные. Основная характеристика вариатора – диапазон регулирования:

. (4.30)

Лобовые вариаторы (рис. 4.6, а) просты, их выполняют реверсивными. При изменении положения ролика 1 меняется радиус ведомого звена. Диапазон регулирования лобового вариатора

. (4.31)

Конусные вариаторы без промежуточного звена (рис. 4.6, б) по диапазону регулирования аналогичны лобовым и могут обеспечить изменение направления вращения.

Конусные вариаторы с параллельными валами и промежуточным элементом (рис. 4.6, е) могут работать только на ускорение или замедление.

Торовые вариаторы (рис. 4.6, в) состоят из торовых чашек и роли­ков. Изменение скорости на выходе достигается поворотом осей вра­щения роликов.

Рис 4.6. Схемы основных типов фрикционных вариаторов:

а – лобовые; б – конусные; в – торовые; г – дисковый;

д – клиноременные; е – двухкорпусный; 1 – ролик;

Б – быстроходный вал; Т – тихоходный вал

Из всех типов вариаторов торовые вариаторы наиболее совершенны, их недостаток – сложность конструкции. Диапазон регулирования торового вариатора

. (4.32)

Многодисковые вариаторы (см. рис. 4.6, г) состоят из пакетов конических раздвинутых дисков, прижимаемых пружинами. Регулирование скорости производится смещением оси ведущего вала относительно ведомого; изменяется величина радиуса контакта.

КПД вариатора 0,75 ... 0,85.

Диапазон регулирования дискового вариатора

. (4.33)

Вариаторы с раздвижными шкивами и широкими клиновыми ремнями (см. рис. 4.6, д) просты и надежны. Их выпускают в виде самостоятельных агрегатов или встраивают в машину. Скорость регулируется изменением расчетных диаметров шкивов с помощью осевого перемещения дисков. Диапазон регулирования таких вариаторов

; (4.34)

R_{2 max} = R_{1 max}.

Вариаторы стандартизированы, КПД = 0,8 ... 0,9.

Практически для одноступенчатых вариаторов диапазон регулирования Д = 3 ... 8.