Фрикционные передачи.

Достоинства фрикционных передач:

1. Простота изготовления самих катков.

2. Возможность проскальзывания при перегрузках, что позволяет сохранить от поломок другие узлы машины связанные в кинематические цепи.

3. Возможность безступенчато менять передаточное отношение в передаче в пределах определённого диапазона регулирования (вариаторы).

Недостатки фрикционных передач:

1. Возможность проскальзывания, что не позволяет иметь стабильное передаточное отношение.

2. Громоздкость опор валов по сравнению с передачами зацепления.

Данная передача имеет название фрикционная передача с гладкими цилиндрическими катками. Кроме этой простой передачи бывают передачи клинчатыми цилиндрическими катками. Для передач с пересекающимися в пространстве осями применяются фрикционные передачи с коническими катками. Во всех перечисленных передачах передаточное отношение постоянно. Кроме того, существуют передачи с переменным передаточным отношением – вариаторы, у которых передаточное отношение меняется в пределах диапазона регулирования « ».

Чтобы передать крутящий момент, нужно создать на границе силу трения, которая должна быть больше окружного усилия, то есть .

Для надёжности передачи окружного усилия вводится коэффициент надёжности , который для машинных передач равен 1.2-1.5, а для приборных передач – 2-5. С учётом этого . Нужно выполнить передачу окружного усилия . Задавшись коэффициентами надёжности и трения можно определить требуемое усилие: .

Рассмотрим случай сухого трения, при котором , а коэффициент надёжности , тогда .

Ширина катков определяется в зависимости от допускаемого удельного давления на единицу длины линии контакта, соответствующая сопряжённым материалам. Таким образом: .

Фрикционные передачи клинчатыми катками.

Так как передача находится в равновесии, то сумма всех сил, действующих на ось равна нулю, то есть , или , где ; ; .

;

;

.

Сила трения по окружности: , в которой - приведённый коэффициент трения. Анализируя приведённый коэффициент трения , видно, что чем меньше угол , тем больше будет приведённый коэффициент трения . В передаче гладкими цилиндрами угол равен девяносто градусам, поэтому коэффициент трения будет равен приведённому коэффициенту трения, то есть: . Так как в фрикционных передачах клинчатыми катками приведённый коэффициент трения больше коэффициента трения, то есть , то сила .

Во всех фрикционных передачах имеет место упругое скольжение, то есть затрачивается некоторая энергия, переходящая в тепло за счёт относительного скольжения деформируемых сопряжённых поверхностей.

«Встреча» растянутых и сжатых участков на линии контакта во время работы передачи приводит к встрече противоположено деформированных участков, то есть от точки до точки на линии контакта неизбежно относительное скольжение поверхностей, что приводит к их нагреву и износу. Это имеет место во всех фрикционных передачах. Чем твёрже сопряженные поверхности, тем меньше линия контакта .

Кроме того, в некоторых фрикционных передачах происходит геометрическое скольжение, например в передаче с клинчатыми катками.