Самостоятельная Работа 1

Тема: фрикционные передачи. Вариаторы.

1) 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 относятся к передачам с непосредственным контактом. Их работа основана на принципе использования силы трения. К ним относятся вариаторы, отличающиеся простотой конструкции, позволяющие легко обеспечить бесступенчатое регулирование частоты вращения ведомого вала. Передача вращающего момента в вариаторах осуществляется либо за счет силы трения (фрикционные вариаторы), либо за счет зацепления рабочих элементов (цепные вариаторы).

Фрикционные передачи можно классифицировать по нескольким признакам:

1) по расположению осей валов, по форме тел качения, по условиям работы;

2) по возможности регулирования передаточного числа.

Достоинства фрикционных передач

1) простота конструкции,

2) плавность и бесшумность работы,

3) возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке,

4) возможность плавного изменения передаточного числа на ходу машины.

Недостатки фрикционных передач

1) значительная радиальная нагрузка на опоры валов, которая может до 35 раз превышать передаваемое окружное усилие и вызывающее интенсивное изнашивание рабочих элементов передачи и разрушение катков.

2) фрикционные не обеспечивают строгого постоянства передаточного числа при изменении нагрузки

3) имеют сравнительно невысокий КПД.

Виды скольжения. При передаче вращательного момента за счёт трения, возникающей на площадке контакта прижатых друг к другу катков, неизбежно возникает относительное проскальзывание их рабочих поверхностей, причём рабочая поверхность ведущего катка является опережающей, а рабочая поверхность ведомого катка – отстающей. Степень этого проскальзывания зависит от предварительного окружного усилия, упругих свойств материала катков и поэтому называется упругим скольжением (рис. 1), сопутствующим работе фрикционной передачи с катками любой формы.

Рисунок 1. Схема фрикционной передачи

При перегрузках, когда сила трения на площадке контакта катков оказывается меньше окружного условия, ведомый каток останавливается, ведущий каток скользит по нему и наступает буксование, приводящее к интенсивному местному износу ведомого катка. Скольжение является причиной износа, снижения КПД и непостоянства передаточного числа фрикционных передач.

Материалы тел качения фрикционных передач

Основные требования к материалам:

- износостойкость и контактная прочность;

- высокий коэффициент трения;

- высокий модуль упругости, чтобы не возникала значительная деформация площадки контакта, и не увеличивались потери на трение.

Сочетание закаленная сталь - закаленная сталь обеспечивает небольшие габаритные размеры передачи и высокий КПД; используют шарикоподшипниковые стали с закалкой до 60 HRC.

Сочетание чугун-чугун или чугун-сталь позволяет работать со смазкой и без нее.

Сочетание сталь - текстолит позволяет работать без смазки, коэффициент трения специальных пластмасс достигает 0,5.

Применяют тела качения, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но он зависит от влажности воздуха. Такие колеса обладают малой контактной прочностью. Иногда используют покрытие из дерева.

Катки из неметаллических материалов работают всухую.

Надежны передачи, у которых ведущий шкив выполнен из менее твердого материала. При разных материалах тел качения ведущий каток делают из менее прочного материала во избежание образования задиров и лысок в случае буксования передачи. Принцип равной работоспособности тел качения поверхность ведущего катка является опережающей и обладает большей нагрузочной способностью, чем рабочая поверхность ведомого катка.