Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Фрикционные передачи

Общие сведения.

Во фрикционной передаче вращательное движение от ведущего катка к ведомому передается силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков.

Условия передачи заданной нагрузки. Rf > Ft

где Ft - передаваемое окружное усилие; Rf = fFr - сила трения в месте контакта катков; Fr - прижимная сила

Для создания требуемой силы трения Rf катки прижимают друг к другу силой Fr, которая во много раз превышает силу Ft (при коэффициентах трения от 0,3 до 0,05 сила прижатия превосходит силу не менее чем в 3 …20 раз

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

Классификация передач: В зависимости от назначения

- с нерегулируемым передаточным числом;

- - бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного числа – вариаторы.

В зависимости от взаимного расположения осей валов

- цилиндрические – оси параллельны;

- конические – пересекающиеся оси?

- лобовые – скрещивающиеся оси.

В зависимости от условий работы

- открытые – работают всухую;

- закрытые – работают в масляной ванне (Обеспечивается хороший теплоотвод, скольжение менее опасно, увеличивается долговечность передачи.

Достоинства:

1. Простая форма рабочих тел.

2. Плавность и бесшумность работы.

3. Возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без остановки передачи.

4. Возможность пробуксовки при перегрузках.

Недостатки:

1. Необходимость специальных прижимных устройств.

2. Большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы, что требует увеличения размеров валов и подшипников. Ограничивае передаваемую мощность.

3. Непостоянное передаточное число из за проскальзывания катков.

4. Изнашивание рабочих поверхностей, возможность их повреждения.

Применение.

Передачи с постоянным передаточным числом используют при небольших нагрузках (приборы); реверсивные фрикц. передачи – винтовые прессы, самоходный транспорт (передачи колесо – рельс, колесо – дорожное полотно); вариаторы в металлорежущих станках, транспортирующих машинах, автомобилях

У большинства передач передаваемая мощность до 20 кВт, окружная скорость катков до 25 м/с.

Материалы катков

Должны иметь высокие коэффициент трения (для уменьшения силы прижатия); модули упругости Е (для уменьшения упругого скольжения и потерь при перекатывании), быть износостойкими и влагонепоглощающими.

Применяют сочетания материалов:

1. Закаленная сталь по закаленной стали (18ХГТ, ШХ15, 65Г) – для быстроходных закрытых передач. Высокие износостойкость и КПД, малые габариты; но требуют точного изготовления.

2. Текстолит, ретинакс или фибра по стали. Для слабонагруженных открытых передач.

3. Металлокерамика 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) 0,15 … 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 передачах коэффициент трения выше, прижимная сила катков меньше.

Цилиндрическая фрикционная передача.

Скольжение. Окружная скорость ведомого катка несколько меньше скорости ведущего катка. Первоначальный контакт по линии υ1 = υ2 переходит под нагрузкой в следствии упругих деформаций в контакт по площади υ1 > υ2 (возникает скольжение).

Влияние скольжения учитываю при помощи коэффициента скольжения: ε = (υ1 – υ2)/υ2

Буксование. Ведомый каток останавливается, а ведущий скользит.

Для предупреждения предуcматривают достаточный запас сцепления К

Передаточное число. Опоры ведомого вала выполнены подвижными (плавающими) в направлении линии центров и находятся под действием пружины сжатия, в следствии чего обеспечивается прижимная сила.Fr

В передаче с цилиндрическими катками

u = n1/n2 = D2/[D1(1 – ε)] ≈ D2/D1

где ε – коэффициент скольжения.

В силовых передачах u ≤ 7.

Геометрический расчет передачи

1. Межосевое расстояние a = (D1 + D2)/2 = D1(u + 1)/2

Диаметр ведущего катка D1 = 1a/(u + 1)

Диаметр ведомого катка D2 = D1u

Силы в передаче.

Должно соблюдаться условие Ff > Ft

Окружная сила Ft = 2 103T1/D1

где Т1 – в Н. м; D1 - в мм.

Прижимная сила Fr = K Ft/f

где К = 1,25 … 2 – запас сцепления для силовых передач

Пример. Определить необходимую силу прижатия катков закрытой фрикционной цилиндрической передачи. Вращающий момент на ведомом катке T1 = 135 Н.м. Материал обеих катков сталь. Диаметр ведущего катка D1 = 270мм.

Решение. 1. Окружная сила

Ft = 2 103T1/D1 = 2 103 135/270 = 1000H

2. Прижимная сила. Для закрытой передачи (при работе в масляной ванне) = 0,05. При коэффициенте запаса сцепления К = 1,4

Fr = K Ft/f = 1?4 1000/0,05 = 28000H

В данном примере прижимная сила Fr больше окружной Ft в 28 раз.

 

Вариаторы

Назначение и характеристики.

Служат для плавного (безступенчатого) изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала.

В качестве механизма главного движения применяют передачи различного типа – фрикционные, ременные, цепные. Их выполняют в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом ведущего и ведомого катков или с промежуточным элементом (например, ремнем).

Одной из основных характеристик вариатора является диапазон регулирования: Д = n2 max/n2 min = umax/umin = Rmax/Rmin = u2max

Практически все одноступенчатые вариаторы Д = 3 … 8

Вариаторы подбирают по каталогам и справочникам в зависимости от передаваемого вращающего момента, диапазона регулирования и частоты вращения ведущего вала.

Разновидности вариаторов. В зависимости от формы тел качения вариаторы бывают:

Лобовые – бесступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала достигают перемещением малого катка вдоль вала, т.е. изменением радиуса R2. Имеет интенсивный износ рабочих поверхностей и пониженный КПД вследствии разности скоростей на площадке контакта (геометрическое скольжение). Так как R1 = const, то диапазон регулирования Д = R2 max/R2 min

 

Вариаторы с раздвижными конусами имеют наибольшее применение в машиностроении. Промежуточным элементом является широкий клиновой ремень или специальная цепь. Изменение частоты вращения ведомого вала достигается раздвижением ведущего и синхронным сближением ведомого конусных катков, т.е. изменением расчетных радиусов катков R1 R2

umax = n1/n2 min ≈ R2 max/R1 min umin = n1/n2 max ≈ R2 min/R1 min

Клиноременные вариаторы.

Стандартизированы. Диапазон регулирования Д ≤ 5. Передаваемая мощность до 50 кВт при КПД –0,8 … 0,9

Цепные вариаторы – компактнее и долговечнее. Обеспечивают постоянство передаточного числа. Применяют для мощностей до 30 кВт; Д ≤ 6; КПД 0,8 … 0,9

Торовые вариаторы состоят из двух соосных катков с тороидной рабочей поверхностью и двух промежуточных роликов. Регулирование частоты вращения производят поворотом роликов с помощью рычажного механизма, в результате чего изменяются радиусы контакта.

u = n1/n2 = R2/R1

Из всех вариаторов торовые наиболее компактны и совершенны, скольжение у них сведено к минимуму, КПД –до 0,95, диапазон регулирования Д до 6,3.

Многодисковые вариаторы состоят из пакетов ведущих и ведомых раздвижных конических тонких дисков, прижимаемых пружинами.

Диапазон регулирования Д до 4,5; КПД 0,8 … 0,9

Расчет на прочность и КПД фрикционной передачи

Основным критерием работоспособности является контактная прочность, определяемая по формуле Герца с учетом коэффициента Пуассона ν = 0,3 σH = 0,418

где - номинальная нагрузка на единицу длины контактной линии; Епр = 2Е1Е2/(Е1 + Е2) – приведенный модуль упругости;

ρ = R1R2/(R1 + R2) – приведенный радиус кривизны цилиндрических катков; [σ]Ндопускаемое контактное напряжение менее прочного материала

Для всех случаев ,

где Fn - сила прижатия, нормальная к поверхности контакта;

m - коэффициент зависящий от формы тел качения

КПД оценивают экспериментально. Чаще η = 0,85 … 0,95

Пример.

Определить максимальную и минимальную частоты вращения вала ведомого катка, а так же силу прижатия катков к роликам торового вариатора, работающего в маслянной ванне. Диапазон регулирования

Д = 4; Минимальный радиус катка R1 min = 45 мм; число роликов z = 2, Ведущий вал передает мощность Р1 = 0,8 кВт при частоте вращения

n1 = 927 мин-1. Материал катков – сталь, закаленная до твердости

Н = 61 HRС

Решение: Определяем максимальные и минимальные передаточные числа, частоты вращения ведомого вала:

umax = = 2 umin = = 0,5

n2 max = n1umax = 927 2 = 1854

n2 min = n1 umin = 927 0,5 = 463

Вращающий момент на ведущем катке

T1 = 9550P1/n1 = 9550 0,8/927 = 8,24 H.

Окружная сила на ведущем катке

Ft = 103T1/(zR1 min) = 103 8,24/(2 45) = 92 H

Сила прижатия катков (принимаем К = 1,5; для закрытой передачи

f = 0,05) Fr = KFt/f = 1,5 92/0,05 = 2760 H

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Характеристика процесса взрыва
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 822; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.034 сек.