Фрикционные передачи

1.

Фрикционные
передачи

2.

— механическая передача, служащая для
Фрикционная передача + передачи
вращательного движения между
валами с помощью сил трения,
возникающих между катками, цилиндрами
или конусами, насаженными на валы и
прижимаемыми один к другому с
определенной силой.
+ Здесь передача состоит из двух катков:
ведущего 1 и ведомого 2, которые
прижимаются друг к другу силой Fr
(пружина сверху) так, чтобы сила трения Ff
в месте контакта катков достаточно для
передачи силы Ft.
+ Для разных нужд есть разные
модификации этого вида передачи, здесь цилиндрическая.

3.

Пример работы
конусной ф. передачи
+ Работа фрикционной передачи
основана на использовании сил
трения, которые возникают в
месте контакта двух тел вращения
под действием силы прижатия.
При этом должно соблюдаться
условие, что
+Ff≥Ft
+ где Ff-сила трения, Ft - окружная
сила
+ Нарушение этого условия
приводит к быстрому износу и
неработоспособности катков
+ Катки друг к другу могут
прижиматься по разному, но это
условие должно соблюдаться в
любой конструкции

4.

Кинематические схемы
Самый простой вид
представления
фрикционной
передачи
С постоянным (а)
передаточным отношением
С переменным (б)
передаточным отношением

5.

Достоинства и недостатки
+ Достоинства:
- простота конструкции и ее
обслуживания
- плавность передачи движения,
бесшумность работы
- большие кинематические
возможности (бесступенчатое
изменение скорости, включение и
выключение на ходу)
- возможность плавного регулирования
передаточного числа на ходу без
остановок
Недостатки:
- малая передаваемая мощность
- Непостоянство передаточного
числа
- для открытых передач
сравнительно низкий КПД
- большое и неравномерное
изнашивание катков
- необходимость применения опор
валов с прижимными
устройствами
- большие потери на трение
- большие нагрузки на валы и
подшипники

6.

Область применения
+ Фрикционные передачи с нерегулируемым
передаточным числом в машиностроении
применяются сравнительно редко,
например, во фрикционных прессах,
молотах, лебедках, буровой технике и т.д.
+ Эти передачи применяются
преимущественно в приборах, где
требуется плавность и бесшумность
работы. Они уступают зубчатым передачам
в несущей способности. Зато фрикционные
передачи с бесступенчатым
регулированием скорости – вариаторы –
широко применяются в различных
машинах, например, в металлорежущих
станках, в текстильных и
транспортирующих машинах и т. д.

7.

Классификация
фрикционных
передач
Фрикционные передачи классифицируют по
четырем основным признакам:
1. По назначению
- С нерегулируемым передаточным числом
(рисунок 1)
- С бесступенчатым регулированием
передаточного числа (вариаторы)

8.

2. По взаимному расположению осей валов
- цилиндрические
или конусные с
параллельными
осями (рисунок 2)
- конические с
пересекающим
ися осями
(рисунок 3)
3. В зависимости от условий работы
- открытые (работают всухую);
- закрытые (работают в масляной ванне).

9.

4. По принципу
действия
+- нереверсивные (рисунок 11)
Торовый вариатор, где
1 - ведущая чашка
2 - ведомая чашка, 3 - диск
4 - оси дисков
5 - шарниры осей
+- реверсивные (рисунок 10)
На картинке показан
лобовой вариатор, где
1 - ведущий каток
2 - ведомый каток

10.

+ Нужно, чтобы материал исполнения катков отвечал
следующим требованиям:
Материалы
- высокая контактная прочность и достаточная
износостойкость
- сохранял высокий модуль упругости, препятствуя
деформациям и потерям
- обеспечивал максимально возможный коэф. трения
-
Следовательно, катки могут исполняться из:
оба из закаленной стали - легкие и маленькие, но требуют точности изготовления
пластмассы и стали - подходят туда, где есть малая нагрузка, и при этом точность не так
важна
пара из чугуна - для оборудования работающего всухую, на малых скоростях
с кожаным покрытием - требуют низкой влажности
из дерева - для малоответственных конструкций, быстро истираются, очень дешевые
из металлокерамики и закаленной стали - для открытых силовых агрегатов

11.

Передаточное число
+ Если допустить, что во фрикционной передаче скольжение отсутствует, то окружные
скорости катков будут равны, т.е.
+ v1=v2
+ для передачи, показанной на слайде 2 (буквы формулы заменены)
+ приравняв правые части получим u, т.е. передаточное число.
Пример: при
N1=20, N2=10 или
D1= 50, D2=100
U будет равно 0.5

12.

+ В действительности,
скольжение между катками
есть, и скорости не будут равны
друг другу.
+ Передаточное отношение
цилиндрической фрикционной
передачи с учетом скольжения:
Где ω1=n1, ω2=n2, D2,
D1=диаметры катков, ε=коэф.
скольжения, величина скольжения
Расчет фрикционных передач на
прочность
Для фрикционных передач с металлическими
катками основным критерием работоспособности
является контактная прочность. Прочность и
долговечность передачи оцениваются по
контактным напряжениям - напряжениям
смятия поверхности на площади контакта.
Наибольшие контактные напряжения определяют
по формуле Герца (для материалов,
подчиняющихся закону Гука, т.е. металлы и
текстолит - основные материалы исполнения)
Где q — нормальная нагрузка на единицу длины
контактных линий, Епр- приведенный модуль
упругости, ρпр - модули упругости материалов
ведущего и ведомого катков (без формул)

13.

где 1 - ведущее колесо, 2 - ведомое колесо
3 - смазочное масло
Усилия и
напряжения в
контакте
цилиндрических
колес

14.

Виды возможных разрушений
Скольжение
Является причиной износа, уменьшения КПД и непостоянства передаточного отношения во фрикционных
передачах. Различают три вида скольжения: буксование, упругое скольжение, геометрическое скольжение.
Подробно рассматривать здесь мы их не будем.
Изнашивание
Этот вид повреждения рабочих
поверхностей катков чаще наблюдается в
открытых передачах, так как именно в эти
передачи в процессе работы больше всего
попадает абразивных материалов, что, в
свою очередь, увеличивает их изнашивание.
Задир
Возникает в быстроходных сильно нагруженных передачах при разрыве масляной пленки на рабочей
поверхности катков. В месте касания катков повышается температура, масляный слой разрывается, и катки
непосредственно соприкасаются друг с другом. В результате происходит приваривание частиц металла с
последующим отрывом от одной из поверхностей катков. Приварившиеся частицы задирают рабочие
поверхности в направлении скольжения. Для предупреждения задира применяют противозадирные масла.

15.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!