Цилиндрическая фрикционная передача

Кинематика передачи.Схемы цилиндрической фрикционной передачи с гладкими катками представлены на рис. 1.37, а и 1.38. В результате неизбежного при работе фрикционных передач упругого скольжения ведомый каток отстает от ведущего, и точное значение передаточного числа будет определяться по формуле:

u= ω12=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).

Рис. 1.38. Расчетная схема цилиндрической фрикционной передачи с гладкими катками

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 ≈ D2/D1.

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

Силовые соотношения в передаче(рис.1.38). Для передачи от одного вала к другому вращающего момента необходимо за счет силы трения приложить к ведомому катку окружную силу:

Ft= 2Т1/D1,

которая должна быть меньше наибольшей силы трения покоя, возникающей между катками, прижатыми друг к другу силой Q. Таким образом, условие работы фрикционной передачи записывается так:

kFt= Fтр= fQ,

где: kкоэффициент запаса сцепления (k=1,3... 1,4); fкоэффициент трения (для стальных или чугунных катков, работающих в масляной ванне f= 0,04...0,05; работающих всухую f= 0,15...0,20; для передач с одним неметаллическим катком f= 0,2 ... 0,3).

Из вышеприведенной формулы определим силу прижатия катков:

Q = kFt/f =2kTl/(fD1).

Из этой формулы видно, что сила прижатия катков больше окружной силы в k/fраз, что при k= 1,4, f= 0,04 дает k/f= 1,4/0,04 = 35 раз. Большие силы прижатия катков создают значительные радиальные нагрузки на опоры валов и вызывают появление больших контактных напряжений на рабочих поверхностях катков, что делает силовые фрикционные передачи громоздкими, а их нагрузочную способность сравнительно невысокой.

Для уменьшения в несколько раз силы прижатия применяют катки с клинчатым ободом (рис.1.37, б),трение в которых аналогично трению в клинчатом ползуне, рассмотренному в теоретической механике. Однако в таких катках возникает значительное геометрическое скольжение, существенно уменьшающее срок их службы.

Коэффициент полезного действия фрикционных передач в основном определяется потерями в результате относительного скольжения катков и потерями в опорах валов. Экспериментально установлено, что для закрытых передач КПД η = 0,92...0,98, для открытых η = 0,8... 0,92.

Окружная скорость катков открытых силовых передач не должна быть больше 10м/с, а для закрытых передач – 20 м/с.