ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Фрикционная передача относится к передачам трением с непосредственным контактом фрикционных элементов. Передача состоит из двух катков, закрепленных на валах (рис. 3.58. Подшипники ведомого вала выполнены подвижными, благодаря чему вал может перемещаться в направлении линии центров передачи. Пружина сжатия, действующая на подвижный подшипник, прижимает катки один к другому силой Fr нагрузка передается силой трения Rт, возникающей в месте контакта вращающихся катков.
На практике применяют два способа прижатия катков: постоянной силой (например, пружины, собственный вес элементов передачи и т. п.) и переменной силой, которая автоматически изменяется пропорционально изменению передаваемой силы.
Достоинства: плавность и бесшумность работы; простота конструкций и эксплуатации; возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа.
Недостатки: большие давления на валы и подшипники из-за большой силы прижатия катков, что усложняет конструкцию передачи и увеличивает ее размеры; непостоянство передаточного числа из-за неизбежного упругого скольжения катков; повышенный износ катков и др.
Все фрикционные передачи делятся на две группы! передача нерегулируемые, т. е. с постоянным передаточньм числом *; передачи регулируемые или фрикционные вариаторы с плавным бесступенчатым регулированием передаточного числа.
Фрикционные передачи с постоянным передаточным числом в качестве силовых передач в машиностроении применяют крайне редко (в фрикционных прессах, молотах и т. п.) из-за не конкурентоспособности с зубчатыми передачами по габаритам, надежности, к. п. д. и др. Передаваемая мощность до 20 кВт, допускаемая скорость катков до 25 м/с. Эти передачи нашли ограниченное использование в виде кинематических передач в приборах (магнитофоны, кинокамеры и т. п.).где требуется плавность и бесшумность работы,
Фрикционные вариаторы широко применяют как в силовых, так и в кинематических передачах, когда требуется бесступенчатое регулирование передаточного числа
Вариаторы
В предыдущих параграфах, где рассматривались две разновидности передач трением — ременная и фрикционная, было отмечено, что если не учитывать незначительного проскальзывания, можно считать передаточное отношение этих передач постоянным. Но существуют передачи, позволяющие в определенных пределах бесступенчато (плавно) изменять передаточное отношение и называющиеся вариаторами (варьировать—значит изменять).
Варьировать передаточное отношение можно либо изменяя положение ремня на конических шкивах ременной передачи (рис. 9, а), либо перемещая ролик во фрикционной передаче (рис. 9,6). В обоих случаях ведомый вал 2 будет изменять свою угловую скорость при неизменной угловой скорости ведущего вала I. В правом крайнем положении ремня или ролика передаточное отношение будет минимальным, в левом крайнем — максимальным.
· Силы сопротивления делятся на силы полезных (производственных) сопротивлений, для преодоления которых построен данный механизм, например сопротивление резанию на токарном станке- и т. д., и силы вредных {непроизводственных) сопротивлений, например силы трения ит. п.
·
Передаточное отношение фрикционной передачи выражается через отношение диаметров ведомого и ведущего дисков (катков).
Фрикционная передача — кинематическая пара, использующая для передачи механической энергии силы трения.
Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.
Фрикционная передача (от лат. frictio, родительный падеж frictionis — трение), механическая передача, в которой движение передаётся или преобразовывается с помощью сил трения между телами качения — цилиндрами, конусами, прижимаемыми друг к другу. Фрикционные передачи применяют для передачи движения между валами с параллельными (Рисунок 1; а) и пересекающимися осями, для преобразования вращательного движения в винтовое (Рисунок 1; б) и вращательного в поступательное (Рисунок 1; в, г). Они выполняют с постоянным и переменным передаточным отношением.
Пары качения изготовляют из закалённых до высокой твёрдости сталей для передач, преимущественно работающих в масле (требуют высокой точности изготовления); из стали и пластмассы (текстолит или специальные фрикционные пластмассы) — для передач, работающих всухую.
Фрикционные передачи классифицируются:
1. По расположению осей вращения валов в пространстве:
· с параллельными осями
· с пересекающимися осями
2. По взаимному расположению поверхностей контакта:
· с внешними контактами
· с внутренними контактами
3. По возможности варьирования передаточного отношения:
· с постоянным передаточным отношением (нерегулируемые) - применяют в приборах, так как создание небольших потребных сил сжатия тел качения не вызывает трудностей. Широко распространены передачи колесо - рельс и колесо - дорожное полотно в самоходном транспорте.
· с переменным передаточным отношением (регулируемые) – применяют чаще всего в машиностроении для бесступенчатого регулирования скорости, еще такие передачи называют бесступенчатыми. В свою очередь бесступенчатые фрикционные передачи по форме основного тела качения (у которого меняется радиус качения) подразделяют на дисковые (лобовые), конусные, шаровые и торовые.
Примеры некоторых фрикционных механизмов приведены на Рисунке 2.
Рисунок 2 - Фрикционные механизмы. А) Цилиндрические катки с постоянным передаточным отношением; Б) Конические катки с постоянным передаточным отношением; В) Вариатор с коническими валами; Г) Фрикционный механизм с коническими валами и постоянным передаточным отношением; Д) Лобовой вариатор
Достоинства фрикционной передачи
1. простота конструкции, изготовления и эксплуатации
2. Легкость осуществления бесступенчатого регулирования частоты вращения выходного вала (передаточного отношения)
3. Легкость включения и переключения
4. Сравнительная бесшумность в работе
5. Возможность при небольших частотах вращения и нагрузках самозащиты от перегрузок и поломок, благодаря пробуксовке (при буксировании ведомое звено затормаживается или даже останавливается)