Фрикционные передачи
Фрикционные передачи.
1. Общие сведения.
Передачи, в которых при движении от ведущего к ведомому звену передается силами трения.
Простейшая передача состоит из двух гладких цилиндрических тел (колес, дисков, роликов, катков), сжатых между собой с целью получения силы трения.
Делятся на две группы:
1.передачи нерегулируемые, т.е. с постоянным передаточным числом;
2.регулируемые передачи (вариаторы) позволяют плавно и бесступенчато изменять передаточное число.
Q
1 группа:
Рекомендуемые материалы
T1 w1
 |
Ft2 Ft1
|
Q
w2
Условие работоспособности:
(1)
Если 
, то произойдет буксование 
, где
- коэффициент запаса по сужению
, 
- коэффициент трения;
(2) – усилие сжатия.
Из формулы (2): чтобы изменить Q, можно увеличить коэффициент трения f, засчет применения негладких, а клиновидных роликов.
Материалы для изготовления колес.
1. Сталь+сталь со смазочным материалом.
f=0.04¸0.05
Применяют в быстроходных закрытых фрикционных передачах, часто включаемых и выключаемых.
2. Сталь+сталь без смазки.
f=0.15¸0.2
Применяют в открытых тихоходных передачах непрерывного действия.
3. Сталь+неметалл (текстолит).
f=0.2¸0.3
Достоинства:
1. Простота конструкции и изготовления.
2. Бесшумность работы.
3. Возможность плавного регулирования передаточного числа.
4. Безударное включение.
Недостатки:
1. Большое усилие прижатия колес (большая нагрузка на опоры).
2. Значительный и неравномерный износ из-за проскальзывания.
3. Невысокий КПД (до 90% - в закрытых, до 80% - в открытых).
Фрикционные передачи U=const применяются в машиностроении крайне редко, в основном в приборах, где требуется плавность, бесшумность и безударное включение.
Напротив, фрикционные вариаторы широко распространены в промышленности ( автомобильные коробки передач).
2 Кинематика фрикционных передач и вариаторов.
В фрикционных передачах окружная скорость колеса несколько меньше окружной скорости ведущего в связи с проскальзываением.
Различают 3 вида скольжения:
1. Буксование: 
2. Упругое скольжение:
Скорости на площадке контакта различны: max на краю площадки.
3. Геометрическое скольжение:
Связано с неравенством окружных скоростей на площадке контакта по ширине колеса (см. лобовой вариатор). Скольжение является причиной износа, низкого КПД и непостоянства передаточного отношения.
3.Фрикционные вариаторы.
Лобовой вариатор – простейший вариатор.
Q
w1
b R1
 |
R2
w2
b- ширина ведущего диска;
R1- радиус ведущего диска;
R2- радиус ведомого диска.
(без учета скольжения),
т.к. 
, при уменьшении R2 - u тоже уменьшается.
b
V2 DV=½V1-V2½
w2 V2
 | |||
| |||
V1
R2
 |
- со скольжением.
Чем больше b и меньше R2, тем больше сколь скольжение.
Основной характеристикой вариатора является диапазон его регулирования.
Теоретически, если R2min®0, то диапазон регулирования Д®0.
На практике: 
, что объясняется резким возрастанием 
( геометрического скольжения) при малых значениях R2, т.к. 
.
Это может привести к износу, резкому снижению КПД и остановке.
Классификация вариаторов.
По форме тел качения и принципу работы:
- лобовые;
- конусные;
- шаровые;
- торовые;
- с раздвижными конусами.
Конусные вариаторы:
u u¯
 |
R1
w1 R2 w2
 | |||
 |
Шаровые вариаторы:
w2
w1
Торовые вариаторы:
w2
 | |||
 | |||
w1 R1 R2
 |  | ||||
 |
Вариаторы с раздвижными конусами:
 |
R1
 |  |
R2
4.Критерии работоспособности и расчет фрикционных передач.
Причины выхода из строя:
1. Контактное выкрашивание дисков под действием переменных контактных напряжений.
2. Износ рабочих поверхностей, зависящий от условий трения и контактных напряжений.
Т.о. основными критериями работоспособности являются:
- контактная прочность;
- износостойкость.
- Расчет на контактную прочность и износостойкость
- (расчет совмещен).
- 
Q
- 
d1
-
 | |||
 | |||
-
-
- 
d2
-
-
 |  | ||||||||
| |||||||||
 | | ||||||||
-
-
- 
q b
-
- 
- Используем формулу Герца:
- 
, если
Лекция "RISC-архитектура. Суперскалярная обработка" также может быть Вам полезна.
- 
, то получим
- 
- формула проверочного расчета.
-
- Если выразить 
, то
- 
.
