Глава 3.6 Фрикционные передачи

Цель – изучение конструкции, области применения, достоинств и недостатков фрикционных передач, уяснение конструктивных схем фрикционных вариаторов, умение выполнять кинематические, геометрические, силовые и прочностные расчеты этих передач.

Фрикционными называют передачи, у которых крутящий момент передается за счет сил трения, возникающих в зоне контакта двух вращающихся жестких тел, прижатых друг к другу с заданным усилием . Усилие прижатия создается за счет использования упругих элементов различного вида пружин или подвешенного на рычаге груза. Фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением называют нерегулируемыми, а с переменным – вариаторами. К преимуществам фрикционной передачи относится простота конструкции, бесшумность в работе, предохранительные свойства, удобство в изменении передаточного числа. К недостаткам следует отнести непостоянство передаточного числа за счет износа и взаимного проскальзывания катков, наличие прижимных устройств и значительные нагрузки на опоры.

В машиностроении находят применение фрикционные цилиндрические и конические передачи (рис. 3.36). Широко используют также фрикционные вариаторы, позволяющие плавно изменять передаточное число в некотором интервале. Конструкция лобовых, конических, сферических и ременных вариаторов приведена на рис. 3.37.

Лобовые вариаторы широко используются благодаря простоте конструкции, возможности обеспечения реверсивного вращения колес за счет перемещения ведущего колеса вправо или влево относительно центра ведомого колеса. К недостаткам лобового вариатора относятся большой износ ведущего колеса из-за разности линейных скоростей ведущего и ведомого колес в контактирующих точках А и Б зоны касания и невысокий КПД.

Фрикционные вариаторы применяются в станкостроении, приборостроении, машиностроении, когда требуется обеспечить плавность движения и безударное переключение на ходу.

Максимальная передаваемая мощность во фрикционных передачах не превышает нескольких киловатт.

Рис. 3.36 Фрикционные передачи:  цилиндрическая

внешнего зацепления,  коническая

К материалам фрикционных колес предъявляются требования высокой износостойкости, прочности и повышенное значение коэффициента трения на соприкасающихся поверхностях с целью уменьшения силы взаимного прижатия.

Рис. 3.37 Схемы фрикционных вариаторов:  лобового, конического, сферического, ременного

Колеса, выполненные из закаленной стали, имеют наименьшие габариты и высокий КПД передачи, однако требуют высокой точности изготовления и сборки. Находят применение колеса из стали типа ШХ15, 18ХГТ, работающие, как правило, в масле. Применяют колеса, изготовленные из материалов сталь-пластмасса (текстолит), работающие без смазки и обеспечивающие большой коэффициент трения на контактирующих поверхностях. Используются обрезиненные колеса, обеспечивающие высокий коэффициент трения и, следовательно, требующие незначительного усилия взаимного прижатия.