
Лекции по ТММ2 / Лекция №9 28.10.2003
.doc
Created by
Фрикционные передачи.
Достоинства фрикционных передач:
-
Простота изготовления самих катков.
-
Возможность проскальзывания при перегрузках, что позволяет сохранить от поломок другие узлы машины связанные в кинематические цепи.
-
Возможность безступенчато менять передаточное отношение в передаче в пределах определённого диапазона регулирования (вариаторы).
Недостатки фрикционных передач:
-
Возможность проскальзывания, что не позволяет иметь стабильное передаточное отношение.
-
Громоздкость опор валов по сравнению с передачами зацепления.
Данная передача имеет название фрикционная
передача с гладкими цилиндрическими
катками. Кроме этой простой передачи
бывают передачи клинчатыми цилиндрическими
катками. Для передач с пересекающимися
в пространстве осями применяются
фрикционные передачи с коническими
катками. Во всех перечисленных передачах
передаточное отношение постоянно. Кроме
того, существуют передачи с переменным
передаточным отношением – вариаторы,
у которых передаточное отношение
меняется в пределах диапазона регулирования
«
».
Чтобы передать крутящий момент, нужно
создать на границе силу трения, которая
должна быть больше окружного усилия,
то есть
.
Для надёжности передачи окружного
усилия вводится коэффициент надёжности
,
который для машинных передач равен
1.2-1.5, а для приборных передач – 2-5. С
учётом этого
.
Нужно выполнить передачу окружного
усилия
.
Задавшись коэффициентами надёжности
и трения можно определить требуемое
усилие:
.
Рассмотрим случай сухого трения, при
котором
,
а коэффициент надёжности
,
тогда
.
Ширина катков
определяется в зависимости от допускаемого
удельного давления
на единицу длины линии контакта,
соответствующая сопряжённым материалам.
Таким образом:
.
Фрикционные передачи клинчатыми катками.
Так как передача находится в равновесии,
то сумма всех сил, действующих на ось
равна нулю, то есть
,
или
,
где
;
;
.
;
;
.
Сила трения по окружности:
,
в которой
- приведённый коэффициент трения.
Анализируя приведённый коэффициент
трения
,
видно, что чем меньше угол
,
тем больше будет приведённый коэффициент
трения
.
В передаче гладкими цилиндрами угол
равен девяносто градусам, поэтому
коэффициент трения будет равен
приведённому коэффициенту трения, то
есть:
.
Так как в фрикционных передачах клинчатыми
катками приведённый коэффициент трения
больше коэффициента трения, то есть
,
то сила
.
Во всех фрикционных передачах имеет место упругое скольжение, то есть затрачивается некоторая энергия, переходящая в тепло за счёт относительного скольжения деформируемых сопряжённых поверхностей.
«Встреча» растянутых и сжатых участков
на линии контакта
во время работы передачи приводит к
встрече противоположено деформированных
участков, то есть от точки
до точки
на линии контакта неизбежно относительное
скольжение поверхностей, что приводит
к их нагреву и износу. Это имеет место
во всех фрикционных передачах. Чем
твёрже сопряженные поверхности, тем
меньше линия контакта
.
Кроме того, в некоторых фрикционных передачах происходит геометрическое скольжение, например в передаче с клинчатыми катками.
Теория машин и механизмов