Фрикционные передачи, принцип действия, классификация, применение. Способы прижатия катков.

Общие сведения

Работа фрикционной передачи основа на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сил прижатия Fn. При этом должно быть Ft£ F,

где Ft – окружная сила; F – сила трения между катками.

Нарушение этого условия приводит к буксированию и быстрому износу катков.

Фрикционные передачи – передачи, в которых движение от ведущего тела к ведомому передается силой трения.

Все фрикционные передачи можно разделить на две основные группы:

Передачи нерегулируемые. То есть с постоянным передаточным отношением;

Передачи регулируемые, или вариаторы, позволяющие изменять передаточное отношение плавно и непрерывно(бесступенчатое регулирование).

Каждая из указанных групп охватывает большое количество передач, различающихся по конструкции и назначению.

Различают передачи с параллельными и пересекающимися осями валов, цилиндрической, конической, шаровой или торовой поверхностью рабочих катков, постоянным или автоматическим прижатием рабочих катков, промежуточным(паразитным) фрикционным элементом или без него.

Достоинства:

простота тел качения;

равномерность вращения (при высоких скоростях);

возможность бесступенчатого регулирования чисел оборотов.

Недостатки:

большие нагрузки на валы;

необходимость специальных нажимных устройств для прижатия тел качения;

опасность повреждения передачи при буксовании;

невозможность получения жесткой кинематической связи между валами;

низкий коэффициент полезного действия(0,80 – 0,82).

Схема простейшей нерегулируемой передачи изображена на рисунке. Она состоит из двух катков с гладкой цилиндрической поверхностью, закрепленных на параллельных валах.

На рисунке показана схема простейшего вариатора(лобовой вариатор). Ведущий ролик А можно перемещать по валу в направлениях, указанных стрелками. При этом передаточное отношение плавно изменяется в соответствии с изменением рабочего диаметра d2 ведомого диска Б. Если перевести ролик на левую сторону диска, то можно получить изменение направления вращения ведомого вала – вариатор обладает свойством реверсивности.

Применение

кинематические цепи приборов, от которых требуется плавность движения, бесшумность работы, безударное включение на ходу;

в кинематических и силовых передачах в тех случаях, когда требуется бесступенчатое регулирование скорости;

применение фрикционных вариаторов на практике ограничивается диапазоном малых и средних мощностей – до 10, реже 20 кВт;

в станкостроении, сварочных и литейных машинах, машинах текстильной, химической и бумажной промышленности, различных отраслях приборостроения;

Способы прижатия катков

На практике применяют два способа прижатия катков:

с постоянной силой, которую определяют по максимальной нагрузке передачи;

с переменной силой, которая автоматически изменяется с изменением нагрузки.

Постоянное прижатие образуют вследствие предварительной деформации упругих элементов системы при сборке(например деформации податливых катков), установкой специальных пружин, использованием собственной массы элементов системы, центробежной силой.

Регулируемое прижатие требует применения специальных нажимных устройств, при которых сохраняется постоянство отношения Ft/Fn. Применяют шариковые и нажимные устройства.

А) шариковое нажимное устройство.

Б) винтовое нажимное устройство.

Форма тел качеия принимается такой, чтобы было возможно чистое качение, то есть при параллельно расположенных валах – цилиндрические катки; при перпендикулярно расположенных валах – конические катки.

 

Способ прижатия катков оказывает большое влияние на качественные характеристики передачи: КПД, постоянство передаточного отношения, контактную прочность и износ катков. Лучшие показатели получают при регулируемом прижатии.