Фрикционные передачи

Фрикционные передачи передают вращательное движение от ведущего звена к ведомому силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков (рис. 9.1).

Рис. 9. 1

Условие работоспособности передачи:

где - передаваемая окружная сила, - сила трения в месте контакта катков.

где - сила прижатия катков; - коэффициент трения; – коэффициент запаса сцепления (К=1,25…3), – окружная сила в передаче.

В зависимости от назначения различают фрикционные нерегулируемые передачи (= const) и передачи с бесступенчатым плавным регулированием (≠ const), называемые вариаторами.

По взаимному расположению осей различают фрикционные передачи с параллельными осями, с пересекающимися осями (конические), с перекрещивающимися осями (лобовые).

Достоинства: простота конструкции и обслуживания, равномерность и бесшумность, возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без останова (вариаторы), невозможность аварий при перегрузках.

Недостатки: большое и неравномерное изнашивание рабочих поверхностей катков при буксовании (скольжении), большие нагрузки на валы и опоры, что ведет к увеличению габаритов, непостоянство передаточного числа вследствие упругого скольжения.

Основными видами разрушения фрикционных передач являются усталостное выкрашивание, заедание, износ.

Усталостное выкрашивание происходит в закрытых передачах, работающих при обильной смазке и защищенных от попадания абразивных частиц. Прижимная сила вызывает в месте касания катков высокие контактные напряжения, которые циклически меняются при перемещении точки контакта по ободу. Циклическое действие контактных напряжений приводит к развитию усталостных микротрещин на рабочих поверхностях катков.

Заедание (задир) возникает в сильнонагруженных быстроходных передачах при разрыве масляной пленки на поверхности катков. В месте касания катков возрастает температура, масляный слой разрывается, катки непосредственно соприкасаются, происходит привар частиц металла с последующим задиром.

Износ – происходит в открытых передачах.

Все виды разрушения зависят от контактных напряжений .

9.1 Цилиндрическая фрикционная передача

При работе нерегулируемой цилиндрической фрикционной передачи в месте контакта катков происходит скольжение, следствием которого является отставание ведомого катка от ведущего. При этом соотношение между окружными скоростями и ведущего и ведомого звеньев имеют вид:

где – коэффициент скольжения (),

Выражение (9.3) может быть записано через угловые скорости и ведущего и ведомого катков:

С использованием (9.5) передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи

Межосевое расстояние:

Диаметр ведущего катка:

Диаметр ведомого катка:

Постоянное прижатие катков осуществляют предварительно затянутыми пружинами. При переменной нагрузке прижатие должно меняться автоматически соответственно значению нагрузки, для чего используются самозатягивающиеся элементы передачи различной конструкции.