Оценка фрикционных передач
Надежны передачи, у которых ведущий шкив выполнен из менее твердого материала.
Достоинства фрикционных передач:
- простота конструкции;
- бесшумность и плавность работы;
- возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа.
Недостатки фрикционных передач:
- значительное давление на валы и опоры, ограничивающее величину передаваемой мощности;
- скольжение в передаче, вызывающее непостоянство передаточного числа даже при тщательном изготовлении и монтаже передачи.
Виды разрушений и критерии работоспособности передачи:
- усталостное выкрашивание рабочих поверхностей;
- заедание в тяжелонагруженных быстроходных передачах, работающих со смазкой;
- при разрыве масляной пленки образуются приваренные частицы, задирающие поверхность в направлении скольжения;
- изнашивание поверхности, часто неравномерное.
Повышенное изнашивание наблюдается в открытых передачах.
Для фрикционных передач с металлическими катками основным критерием работоспособности является контактная прочность.
Прочность и долговечность фрикционных передач оцениваются по контактным напряжениям — напряжениям смятия поверхности на площадке контакта.
Расчет на прочность фрикционной передачи
Схема для расчета цилиндрической фрикционной передачи представлена на рис. 2.2.
Контактные напряжения передач с контактом по линии определяют по формуле Герца
где q — нормальная нагрузка по длине контактной линии; Q — сила прижатия катков; К — коэффициент запаса сцепления (коэффициент нагрузки), К= 1,25...2; l — длина контактной линии; ρпр — приведенный радиус кривизны:
Епр — приведенный модуль упругости,
μ — коэффициент поперечной деформации.
При μ = 0,3 получим условие прочности по контактным напряжениям:
где [σH] — допускаемое контактное напряжение для менее прочного материала катков.
Вариаторы
Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения скорости вращения ведомого вала на ходу при постоянной скорости ведущего вала.
В зависимости от формы тел качения вариаторы делятся на
- лобовые,
- конусные,
- торовые,
- дисковые,
- клиноременные.
Основная характеристика вариатора — диапазон регулирования
Лобовые вариаторы (рис. 2.3, а) просты, их выполняют реверсивными. При изменении положения ролика 1 меняется радиус ведомого звена. Диапазон регулирования лобового вариатора
Конусные вариаторы без промежуточного звена (рис. 2.3, б) по диапазону регулирования аналогичны лобовым и могут обеспечить изменение направления вращения.
Конусные вариаторы с параллельными валами и промежуточным элементом (рис. 2.3, е) могут работать только на ускорение или замедление.
Торовые вариаторы (рис. 2.3, в) состоят из торовых чашек и роликов. Изменение скорости на выходе достигается поворотом осей вращения роликов. Из всех типов вариаторов торовые вариаторы наиболее совершенны, их недостаток — сложность конструкции. Диапазон регулирования торового вариатора
Многодисковые вариаторы (рис. 2.3, г) состоят из пакетов конических раздвинутых дисков, прижимаемых пружинами. Регулирование скорости производится смещением оси ведущего вала относительно ведомого; изменяется величина радиуса контакта.
КПД вариатора 0,75...0,85.
Диапазон регулирования дискового вариатора
Вариаторы с раздвижными шкивами и широкими клиновыми ремнями (рис. 2.3, д) просты и надежны. Их выпускают в виде самостоятельных агрегатов или встраивают в машину. Скорость регулируется изменением расчетных диаметров шкивов с помощью осевого перемещения дисков. Диапазон регулирования таких вариаторов
Вариаторы стандартизированы, КПД = 0,8...0,9.
Практически для одноступенчатых вариаторов диапазон регулирования Д = 3...8.