Условие передачи заданной нагрузки

(ЮЛ)

где F,— передаваемая окружная сила; R_f=fF_r— сила трения в месте контакта катков; F_r—прижимная сила; f —коэффициент трения.

 

Рис. 10.1. Схема фрикционной цилиндрической передачи с гладким ободом

Для создания требуемой силы трения R_f катки прижимают друг к другу силой F_r, которая во много раз превышает силу F_t (при коэффи­циентах/трения от 0,3 до 0,05 сила прижатия F_r превосходит переда­ваемую силу F_t не менее чем в 3...20 раз).

Фрикционные передачи работают с небольшим упругим скольжением, вызываемым упругими деформациями поверхностных слоев катков.

Классификация передач. В зависимости от назначения различают фрикционные передачи: с нерегулируемым передаточным числом (рис. 10.1) и с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточ­ного числа — вариаторы (рис. 10.2).

7*

Рис. 10.2. Схема лобового вариатора

В зависимости от взаимного расположения осей валов фрикцион­ные передачи бывают: цилиндрические — при параллельных осях (см. рис. 10.1); конические — при пересекающихся осях; лобовые— при перекрещивающихся осях (см. рис. 10.2).

В зависимости от условий работы фрикционные передачи подраз­деляют на: открытые — работают всухую и закрытые — работают в масляной ванне. В закрытых передачах масляная ванна обеспечивает хороший теплоотвод, делает скольжение менее опасным, увеличивает долговечность передачи.

Достоинства фрикционных передач. 1. Простая форма рабочих тел. 2. Плавность и бесшумность работы, в том числе и при высоких ско­ростях. 3. Возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без останова передачи. 4. Возможность пробук­совки при перегрузках.

Недостатки. 1. Необходимость специальных нажимных устройств для прижатия рабочих тел. 2. Большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы F_r, что требует увеличения размеров валов и подшип­ников. Этот недостаток ограничивает передаваемую мощность. 3. Непо­стоянное передаточное число из-за проскальзывания катков. 4. Изнаши­вание рабочих поверхностей катков вследствие проскальзывания, воз­можность их повреждения (образование лысок) при буксовании.

Применение. Фрикционные передачи с постоянным передаточным числом используют преимущественно при небольших нагрузках— в при­борах (спидометры, магнитофоны и др.), где требуются плавность и бесшумность работы.

На практике широко применяют реверсивные фрикционные пере­дачи винтовых прессов, передачи колесо — рельс и колесо — дорожное полотно самоходного транспорта.

Фрикционные передачи с бесступенчатым регулированием — вари­аторы — применяют, например, в металлорежущих станках, в тек­стильных, бумагоделательных и транспортирующих машинах, автомо­билях и т. д. У большинства фрикционных передач передаваемая мощ­ность до 20 кВт, окружная скорость катков — до 25 м/с. 100

Материалы катков

Материалы фрикционных катков должны иметь высокие коэффи­циент трения / (для уменьшения силы прижатия F_r) и модули упру­гости Е (для уменьшения упругого скольжения и потерь на перекаты­вание), быть износостойкими и влагонепоглощающими.

Для фрикционных катков применяют следующие сочетания мате­риалов:

1. Закаленная сталь по закаленной стали. Применяют стали марок 18ХГТ, ШХ15, 65Г и другие для быстроходных закрытых силовых передач. Такие передачи имеют высокие износостойкость и КПД, малые габариты, но они требуют точного изготовления.

2. Текстолит, ретинакс или фибра по стали. Применяют в малонагру-женных открытых передачах. Катки из этих материалов имеют пони­женную износостойкость, не требуют высокой точности изготовления.

3. Металлокерамика марки ФАБ-П по закаленной стали. Применяют в открытых силовых передачах.

Значения коэффициентов трения /:

Сталь по стали (в масле) 0,04...0,05

Сталь по стали или чугуну (всухую) 0,13...0,18

Текстолит, ретинакс по чугуну или стали (всухую) 0,30...0,35

Металлокерамика по стали (всухую) 0,30...0,35

Сталь по бронзе (периодическое смазывание) 0,08...0,10

В открытых фрикционных передачах коэффициент трения / выше, прижимная сила F_r катков меньше.