загрузка...
загрузка...
На головну

Тема 3.3. Фрикційна передача.

  1. А) Закриті передачі.
  2. Антифрикційні бронзи і чавуни
  3. Антифрикційні й фрикційні пластики
  4. Антифрикційні присадки в моторні масла.
  5. антифрикційні сплави
  6. Антифрикційні чавуни.
  7. Хвильові зубчасті передачі. Засоби отримання і розрахунок на міцність

3.3.1. Загальні відомості.

3.3.2. Особливості робочого процесу циліндричних фрикційних передач (ЦФП). Умова працездатності ЦФП.

3.3.3. Розрахунок на міцність ЦФП.

3.3.4. Фрикційні варіатори (ФВ) *.

 
 

 3.3.1. фрикційної передачею(ФП) називається механізм, службовець для передачі обертального руху від одного вала до іншого за допомогою сил тертя, що виникають між насадженими на вали і притиснутими один до одного дисками, циліндрами або конусами. Підшипники одного з валів виконані рухливими, завдяки чому цей вал може переміщатися в напрямку лінії центрів передачі. Пружина стиснення, діюча на рухливий підшипник, притискає катки один до іншого силою .

 ФП можна класифікувати за кількома ознаками:

· по формі тіл кочення (З гладкими циліндричними катками, Рис.3.3.1; катками з клинчатого ободом, рис. 3.3.2; з конічними катками, рис. 3.3.3; торові, рис. 3.3.5 та ін.);

· по умовами роботи (Відкриті - працюють всуху і закриті - працюють в масляній ванні);

·  по можливості регулювання передавального числа (з умовно постійним передавальним числом, з безступінчатим регулюванням передавального числа - фрикційні варіатори).

перевагиФП:

· Простота конструкції;

· Плавність і безшумність роботи;

· Оберігають механізми від поломок при перевантаженнях внаслідок ковзання провідного ковзанки по відомому;

· Можливість плавної зміни передавального числа на ходу машини.

недолікиФП:

· Головний недолік Фп- значна радіальна навантаження на опори валів, яка може до 35 разів перевищувати передану окружну силу;

· ФП не забезпечують суворого постоянств передавального числа при зміні навантаження через неминуче пружного ковзання котків;

· Підвищений знос ковзанок;

· Мають порівняно невисокий ККД (  );

· Зраджувати потужність до 20 кВт;

· Допускається швидкість ковзанок до 25 м / с.

область застосуванняФП з постійним передавальним відношенням обмежується переважно кінематичними ланцюгами: ковальсько-пресовому обладнанні (фрикційні преси, фрикційні молоти), металорізальних верстатах; транспортують машинах (лебідки з фрикційним приводом); в приладах (магнітофони, спідометри); лічильно-обчислювальних машинах і т.д. Як силові вони не можуть конкурувати з зубчастими передачами (ЗП) за габаритами, надійності і ККД. Найбільше застосування в машинобудуванні мають фрикційні варіатори (ЗП не дозволяє виконувати плавне регулювання швидкостей).

3.3.2. При передачі крутного моменту за рахунок сили тертя, що виникає на майданчику контакту притиснутих один до одного ковзанок, неминуче виникає відносне проковзування їх робочих поверхонь, причому робоча поверхня ведучого катка є випереджаючої, а робоча поверхня веденого катка - відстає. Ступінь цього прослизання залежить від переданої окружної сили, пружних властивостей матеріалу ковзанок і тому називається пружним ковзанням, Супутнім роботі фрикційної передачі з катками будь-якої форми. Ковзання є причиною зносу, зниження ККД і мінливості передавального числа фрикційних передач.

У ФП окружні швидкості робочих поверхонь, внаслідок проковзування сполучених ковзанок, не рівні (  ) І зв'язок між ними виражається формулою  , де  - Коефіцієнт ковзання (для металевих ковзанок  = 0,01 ... 0,03, великі значення відносяться до передач, що працюють всуху; для текстолітового катка  0,1). Ковзання призводить до зменшення кутової швидкості веденого вала і точне значення передавального числа ЦФП (рис. 3.3.1) визначається за формулою

.

Наявність пружного ковзання і деяка його залежність від коливань навантаження і умов роботи передачі змушують називати передавальне число ФП умовно постійним.

Для однієї пари ковзанок силових передач , Для передач приладів .

Для передачі від одного вала до іншого крутного моменту необхідно за рахунок сили тертя докласти до веденого катку окружну силу  , Яка повинна бути менше найбільшої сили тертя спокою, виникає між катками, притиснутими один до одного силою . Таким чином, умова роботи ЦФП:

,

де k - коефіцієнт запасу зчеплення (k = 1,3 ... 1,4);  - Коефіцієнт тертя (для сталевих або чавунних котків, які працюють в масляній ванні  = 0,04 ... 0,05; працюючих всуху  = 0,15 ... 0,20; для передач з одним неметаллическим катком  = 0,2 ... 0,3).

тоді необхідна сила притиснення ковзанок ФП

.

При перевантаженнях, коли сила тертя на майданчику контакту ковзанок виявляється менше окружний сили, ведений каток зупиняється, провідний каток ковзає по ньому і настає буксування, Що приводить до інтенсивного місцевого зносу веденого катка.

матеріали тіл кочення фрикційних передач повинні мати високу зносостійкість і міцність робочих поверхонь, можливо великим коефіцієнтом тертя ковзання, високим модулем пружності (для зменшення пружного ковзання). Максимальну навантажувальну здатність мають катки з загартованої сталі типу ШХ15, які можуть працювати в масляній ванні і всуху. Застосовуються в силових передачах також чавунні катки і поєднання текстолітових і сталевих або чавунних котків. Крім того, для виготовлення катків або їх облицювання (для підвищення коефіцієнта тертя) застосовують шкіру, гуму, прогумовану тканину, дерево, фібру і інші матеріали. Ковзанки з неметалічних матеріалів працюють всуху.

При різних матеріалах тіл кочення провідний каток роблять з менш міцного матеріалу, щоб уникнути утворення задирів і лисок в разі буксування передачі. Принцип рівної працездатності тіл кочення при цьому не порушується, так як у фрикційних передач робоча поверхня ведучого катка є випереджаючої і має більшу навантажувальною здатністю, ніж робоча поверхня веденого катка.

3.3.3. критерієм працездатностіФП є зносостійкість робочих поверхонь тіл кочення. В процесі роботи на поверхні тіл кочення виникають циклічно змінюються контактні напруги, які викликають утомлююча зношування робочих поверхонь ковзанок.

Для ковзанок, виготовлених з матеріалів, підкоряються закону Гука (Метали і текстоліт), найбільші контактні напруги  обчислюються за формулою Герца (3.1.1). тоді умова міцності має вигляд

,

де  - Навантаження на одиницю довжини контактної лінії;  - Приведений радіус кривизни контактуючих поверхонь;  - Приведений модуль пружності;  - коефіцієнт Пуассона.

при  умова міцності набуде вигляду

.

Основним розрахунковим параметром циліндричної фрикційної передачі вважатимемо міжосьова відстань  і формула для проектного розрахункумає вигляд (при )

.

де  - Коефіцієнт ширини катка по міжосьовому відстані; - Допустиме контактне напруження для катка з менш міцного матеріалу.

Контактні напруги встановлюють залежно від матеріалів ковзанок, твердості НВ робочих поверхонь або межі міцності при вигині і умов роботи передачі.

Обчисливши міжосьова відстань, визначають розміри ковзанок за формулами:

, , ,

Величина коефіцієнта ширини катка  впливає на габарити ковзанок, точність їх виготовлення і монтажу, на величину притискної сили  . Чим більше  , Тим, за рахунок зменшення  , Менше маса і габарити передачі, при цьому збільшується ширина обода ковзанок, що ускладнює отримання рівномірного контакту по всій довжині. зазвичай приймають .

Граничне значення ширини більшого катка . Для компенсації неточностей монтажу ширину малого катка приймають .

3.3.4. варіатором або безступінчатим передачею називається механізм для плавного зміни передавального відношення.

У машинобудуванні фрикційні варіатори використовують в силових приводах, потужність яких коливається від невеликих величин до десятків і навіть сотень кіловат. Варіатори бувають одно- і двоступінчасті.

Основний кінематичної характеристикою будь-якого варіатора є діапазон регулювання  , Рівний максимальному передавальному відношенню, поділеній на мінімальне

.

Для одноступінчатих воротарів переважні значення  . Зі збільшенням діапазону регулювання знижується ККД варіатора.

Найбільш зустрічаються в практиці варіатори: лобовий і торовий.

На ріс.3.3.4 зображена схема лобового варіатора, В якому осі взаємно перпендикулярні, а зміна швидкості веденого вала відбувається за рахунок осьового переміщення ролика. Лобовий варіатор допускає реверсивні обертання веденого вала при односторонньому обертанні ведучого. Провідною ланкою в лобовій передачі може бути або ролик, або працює торцем диск. Передавальне число і діапазон регулювання лобового варіатора

, .

Для зменшення геометричного ковзання, яке призводить до інтенсивного зносу і зниження ККД, робочу поверхню ролика роблять випуклою, але при цьому зменшується майданчик контакту і, отже, збільшуються контактні напруги.

Одними з найбільш досконалих є торові варіатори, Які можуть працювати всуху і в масляній ванні. На ріс.3.3.5 зображена схема співвісного торів варіатора (конструкція В. А. Светозарова, радянський винахідник). Варіатор складається з двох співвісних ковзанок з тороідний робочою поверхнею і двох проміжних роликів, нахил осей яких може одночасно змінюватися, за рахунок чого досягається зміна передавального відношення. Діапазон регулювання торові воротарів

Торовиє варіатори відрізняються малим геометричним ковзанням і високим ККД до 0,95. Торовиє варіатори нормалізовані для потужностей від 1,5 до 20 кВт.

Крім описаних існує багато інших конструкцій фрикційних воротарів.

Розрахунок фрикційних пар воротарів виконується подібно розрахунок фрикційних передач з постійним передавальним відношенням.

Питання для самоперевірки.

1. Що називається фрикційної передачею?

2. Назвіть переваги фрикційних передач.

3. Назвіть недоліки фрикційних передач.

4. Розкажіть про застосування фрикційних передач.

5. Запишіть формулу для точного обчислення передавального числа циліндричної фрикційної передачі і поясніть, чому її передавальне число називають умовно постійним.

6. Яка умова необхідно дотримуватися для забезпечення роботи фрикційної передачі?

7. Яке число називається коефіцієнтом запасу зчеплення?

8. Що називається буксуванням і за яких умов воно відбувається під фрикційної передачі?

9. Який геометричний параметр визначають в першу чергу при проектному розрахунку?

10. Як визначити діаметри ковзанок циліндричної ФП?

11. За яким умові виконують прочностной розрахунок фрикційних передач?

12. Чому ширину котків фрикційної передачі обмежують?

13. Розкажіть про принцип роботи лобового варіатора.

14. Розкажіть про принцип роботи торів варіатора.

                                                                                   
                                                                                   
                                                                                   
                                                                                   
                                                                                   
                                                                                   
                                                                                   


Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

Для заіеток. | Тема 3.2. Загальні відомості про механічної передачі. | Тема 3.4. пасової передачі | Тема 3.5. зубчасті передачі | Сили, що діють в зачепленні. | Тема 3.6. черв'ячні передачі | Тема 3.8. ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА | Тема 3.9. Ланцюгові передачі. | Тема 3.10. Загальні відомості про деякі механізми. | Тема 3.11. Вали і осі. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати