Тема 3.5. Фрикционные передачи. Передача винт-гайка.

Фрикционная передача относится к передачам трением с непосредственным контактом фрикционных элементов. Передача состоит из двух катков, закреплённых на валах (рисунок 8).

M2

Rf

M1

n1 w1

Fr

n2 w2

Рисунок 8. Фрикционная передача.

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 F_t, нагрузка передаётся силой трения R_f, возникающей в месте контакта вращающихся катков. Условие работоспособности передачи

,

где - передаваемая окружная сила; - сила трения.

Следовательно, , откуда сила прижатия катков

,

где K – коэффициент запаса сцепления; K=1,25…1,5 для силовых передач и K»3 для передач приборов; f – коэффициент трения скольжения между катками; f=0,15…0,20 для стали по стали или чугуну всухую и f=0,04…0,05 для стали по стали в масле. Значение силы F_r во много раз больше силы F_t (например, при K=1,25 и f=0,05´F_r=25F_t), что является большим недостатком фрикционных передач.

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.

Все фрикционные передачи делятся на две группы: передачи нерегулируемые, т. е. с постоянным передаточным 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 (во фрикционных прессах, молотах и т. п.) из-за неконкурентноспособности с зубчатыми передачами по габаритам, надёжности, КПД и др. Передаваемая мощность до 20 кВт, допускаемая скорость катков до 25 м/с. Этим 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.