Передачи трением / Лекция 4_Передачи трением
.pdf
Механические передачи трением
ДМиОК
Фрикционные механизмы
Общие сведения
Фрикционная передача – механизм, в котором движение одного жесткого звена преобразуется в движение другого жесткого звена за счет сил трения в одной или нескольких зонах контакта (сопряжения).
Необходимая сила трения между звеньями механизма создается прижатием одного из них к другому, т.е. силовым замыканием. Такие механизмы применяются для преобразования параметров вращательного движения.
ведущее звено
ведомое звено
Достоинства фрикционных передач: простота конструкции, плавность движения, бесшумность,
удобство регулирования частоты |
вращения |
|
ведомого звена. |
|
|
|
|
|
Недостатки передач: значительные нагрузки на |
||
опоры и наличие проскальзывания. |
|
2 |
ДМиОК
Фрикционные механизмы
Общие сведения
Прижатие катков является необходимым условием работы передач и осуществляется либо постоянной, либо переменной силой.
Постоянное прижатие получают за счет предварительной деформации при сборке упругих элементов системы, использованием сил тяжести и т.д. Регулируемое прижатие достигается за счет применения специальных
прижимных устройств. |
3 |
ДМиОК |
Вариаторы |
|
|
Вариатор – механизм с изменяемым (переменным) передаточным отношением.
Фрикционные механизмы применяют для обеспечения плавности, бесшумности и безударного включения. вариаторы применяют для бесступенчатого регулирования скорости. Диапазон передаваемых мощностей до 10 кВт. Обычно это силовые кинематические цепи приборов (т.е. там, где нет высоких нагрузок), от которых требуются плавность движения, бесшумность работы, безударное включение на ходу.
ведущее звено
ведомое звено
Лобовой вариатор
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конусный |
|
многодисковый |
|
шаровый |
|
торовый |
|
торовый |
|
шаровый 4 |
ДМиОК |
Вариаторы |
|
|
Вариаторы разделяются на два основных типа:
а) простые, в которых изменяется только один радиус контакта, а другой остается постоянным;
Лобовой
R=Const
R=var
Простыевариаторы Конусный Дисковый
R=var R=Const |
R=var |
R=Const
5
ДМиОК |
Вариаторы |
|
|
Вариаторы разделяются на два основных типа: |
|
|
б) сложные, в которых изменяются оба радиуса. |
|
|
Сложныевариаторы |
|
Конусный |
Торовый |
Шаровой |
R 2
R1 |
R2 |
R1
R 1
R2
6
ДМиОК |
Кинематика переда |
|
|
b
V1Vc 
V2
dV
Окружная скорость ведомого катка v2 реально меньше скорости ведущего катка v1 из-за наличия взаимного проскальзывания катков.
Причина: геометрическое скольжение – скольжение вследствие разности скоростей ведущего и ведомого катков по длине контакта.
Также бывает проскальзывание: Упругое, буксование и др.
Коэффициент скольжения |
ε = |
v1 −v2 |
|
|
v |
||||
|
|
|||
|
1 |
|
||
Характеризует снижение линейной скорости на ведомом катке. Определяется экспериментально – ε = 0.01…0.05.
v2 = (1 −ε)v1 – скорость ведомого катка.
7
ДМиОК |
Кинематика переда |
|
|
v |
1 |
= |
ω1d1 |
|
|
v |
2 |
= |
ω2d2 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
u = |
ω1 |
= − |
|
|
d2 |
|
|
||||
|
|
|
ω2 |
d1 (1 −ε) |
|
|
|
|||||||
– передаточное отношение механизма.
Почему знак «–»???
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Для лобового вариатора: |
u |
= |
ω1 |
= − Rmax |
u |
= |
ω1 |
= − Rmin |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
max |
|
ω |
|
R |
min |
|
ω |
|
R |
D = |
ωmax = |
Rmax |
|
|
|
|
2 min |
1 |
|
|
|
2 max |
1 |
|
– диапазон регулирования. Обычно D = 1.5…3. |
|
|
|
|
||||||||||
R |
|
|
|
|
||||||||||
|
ω |
min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДМиОК |
Фрикционные механизмы |
|
Усилия в передачах |
||
|
Если на ведомый каток диаметром d2
действует момент сопротивления (внешняя нагрузка) T2, то для его преодоления требуется полезная окружная сила:
F = 2T2 |
= F |
|
|
|
|
|
|
f |
|
F |
f |
= F f |
|||
t |
d2 |
|
|
|
r |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ff – сила трения, образующаяся на площадке контакта катков. f – коэффициент трения; f = 0.5 для пары сталь – сталь или чугун – чугун при работе в масле, для пары сталь – текстолит – f = 0.1…0.15.
Для уменьшения проскальзывания катков (из-за вибрации, |
|
K = |
Ff |
>1 |
|
|||||
перегрузок, …) создают запас сцепления (для силовых |
|
|
||||||||
|
|
|
||||||||
передач – K = 1.25…1.5; для приборов – K = 3): |
|
|
|
Ft |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
F |
= KFt |
= 2KT2 |
|
|
|||||
Необходимое |
|
КПД фрикционных передач и |
||||||||
усилие прижатия: |
r |
f |
fd2 |
|
вариаторов |
зависит от потерь |
||||
|
|
на скольжения и потерь в |
||||||||
Усилие прижатия Fr существенно больше, чем сила Ft |
опорах и обычно η = 0.9…0.95. 9 |
|||||||||
ДМиОК
Фрикционные механизмы Критерии работоспособности
Виды повреждений фрикционных передач
Усталостное Износ выкрашивание
Контактное напряжение [σH]
Контактная Износостойкость прочность
Критерии работоспособности 10