Тема 3.5. Фрикционные передачи и вариаторы.
Фрикционная передача — это передача, в которой движение передается силами трения.
Простейшие фрикционные передачи (рис. 2.1) состоят из двух колес (катков), которые прижимаются друг к другу с силой, создающей силу трения, равную величине передаваемого окружного усилия. Сила прижатия катков может создаваться собственным весом конструкции, рычагами, пружинами или специальными устройствами.
Основные характеристики фрикционной передачи
Передаточное число без учета проскальзывания
Сила трения в контакте
где f — коэффициент трения (табл. П12 Приложения); Q — сила прижатия.
Для случая, представленного на рис. 2.1, Ft ≤ Ff. Создаваемый момент трения
Сила прижатия
где К — коэффициент запаса сцепления.
В ответственных случаях применяется автоматическое прижатие (самозатягивание), которое пропорционально передаваемому моменту.
Скольжение в фрикционной передаче
Скольжение в фрикционной передаче связано с упругими деформациями поверхностных слоев, износом поверхностей, возможным ослаблением прижатия катков, возможным непостоянством коэффициента трения.
Скольжение во фрикционной передаче зависит от нагрузки. При перегрузке может наступить буксование, при этом ведущий каток скользит по ведомому, ведомый каток останавливается. Буксование приводит к интенсивному разрушению рабочих поверхностей.
Передаточное число фрикционной передачи с учетом скольжения
где ε — коэффициент скольжения:
где v 1 , v 2 — линейные скорости в точке контакта. Обычно в = 0,002...0,05.
Материалы
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 (всухую).
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.