Фрикционные передачи Общие сведения

Фрикционной передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения от одного вала к другому с помощью сил трения, возникающих между насаженными на валы и прижатыми друг к другу дисками, цилиндрами или конусами.

Фрикционные передачи можно классифицировать по нескольким признакам:

По расположению осей валов (с параллельными осями, с пересекающимися осями и соосные); по форме тел качения (с гладкими цилиндрическими катками, рис. 5.1, а; катками с клинчатым ободом, рис. 5.1,6; с коническими катками, рис. 5.4; торовые, рис. 5.8; сферические и др.); по условиям работы (открытые — работающие всухую и закрытые — работающие в масляной ванне); по возможности регулирования передаточного числа (с условно постоянным передаточным числом, с бесступенчатым регулированием передаточного числа — фрикционные вариаторы).

Рисунок 5.1 - Фрикционная передача:

(а) с гладкими цилиндрическими катками, (б) с катками с клинчатым ободом

Достоинства фрикционных передач: простота конструкции, плавность и бесшумность работы, возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке, возможность плавного изменения передаточного числа на ходу машины. Главный недостаток фрикционных передач — значительная радиальная нагрузка на опоры валов, которая может до 35 раз превышать передаваемое окружное усилие. Кроме того, фрикционные передачи не обеспечивают строгого постоянства передаточного числа при изменении нагрузки и имеют сравнительно невысокий КПД.

Фрикционные передачи находят применение в кузнечно-прессовом оборудовании (фрикционные прессы, фрикционные молоты), металлорежущих станках, транспортирующих машинах (например, лебедки с фрикционным приводом); в приборах, счетно-решающих машинах и т. д. Наибольшее применение в машиностроении имеют фрикционные вариаторы. Принцип фрикционной передачи является основой технологического процесса в прокатных станах, основой работы рельсового и безрельсового колёсного транспорта, однако эти вопросы являются предметом изучения в специальных дисциплинах.

Цилиндрическая фрикционная передача

Кинематика передачи. Схемы цилиндрической фрикционной передачи с гладкими катками представлены на рис. 5.1, а и 5.2. В результате неизбежного при работе фрикционных передач упругого скольжения ведомый каток отстает от ведущего и точное значение передаточного числа будет определяться по формуле

u = ω₁/ ω₂ = D₂/[D₁(1 – ε)]

где ε — коэффициент скольжения (для металлических катков ε = 0,01...0,03, большие значения относятся к передачам, работающим всухую; для текстолитового катка ε ≈ 0,1).

Наличие упругого скольжения и некоторая его зависимость от колебаний нагрузки и условий работы передачи вынуждают называть передаточное число фрикционной передачи условно постоянным. Для практических расчетов силовых фрикционных передач пользуются приближенным значением передаточного числа и u = D₂/D₁.

Для одной пары катков силовых передач u ≤ 7, для передач приборов u ≤ 25.

Ременные передачи Общие сведения

Ременной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения при помощи шкивов, закреп­ленных на валах, и бесконечной гибкой связи — приводного ремня, охватывающего шкивы (рис. 6.1, а).

Ременные передачи применяются почти во всех отраслях машино­строения и являются одним из старейших видов механических передач. В большинстве случаев ременные передачи выполняют как понижающие.

Достоинства ременных передач: простота конструкции и экс­плуатации; плавность и бесшумность работы, обусловленные значитель­ной податливостью приводного ремня; возможность передачи вращения валам, удаленным на большие расстояния (до 15 м и более); невысокая стоимость. Недостатки: малая долговечность приводных ремней; сравнительно большие габариты; высокие нагрузки на валы и их опоры; непостоянство передаточного числа большинства ременных передач.

Вышеуказанные достоинства и недостатки делают целесообразным при­менение ременной передачи на быстроходных ступенях сложных передач; наиболее характерной является установка ведущего шкива на валу электро­двигателя, Мощность современных ременных передач редко превышает 50 кВт> так как при больших мощностях они получаются слишком громоздкими.

В зависимости от профиля сечения ремня передачи можно классифи­цировать следующим образом (рис, 6.1): б — плоскоременная; в — клиноременная; г —- поликлиноременная; д- кругло-ременная; е — зубчатопеременная; первые четыре являются переданами трением, последняя — передача зацеплением.

В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиноременные передачи; увеличивается применение поликлиновых и зубчатых ремней, а также плоских ремней из синтетических материалов, обладающих высокой статической прочностью и долговечностью. Круглоременные передачи применяют при небольших мощностях, например, в приборах, настольных станках, машинах домашнего обихода и т. п.

Рисунок 6.1 – Ременные передачи: (а) схема ременной передачи, (б) плоскоременная; (в) клиноременная; (г) поликлиноременная; (д) кругло-ременная; (е) зубчатопеременная передача