Цилиндрическая фрикционная передача. Устройство, основные геометрические и силовые соотношения

Фрикционную передачу с параллельными осями валов и с рабочими по­верхностями цилиндрической формы называют цилиндрической. Простейшая фрикционная передача с гладкими катками и постоянным передаточным числом показана на рис.9.1.

Один вал диаметром d_x устанавливают на неподвижных подшипниках, подшипники другого вала диаметром d₂ — плавающие. Катки 1 и 2 закреп­ляют на валах с помощью шпонок и прижимают один к другому специаль­ным устройством с силой F_r. Цилиндрические фрикционные передачи с гладкими катками применяют для передачи небольшой мощности (в ма­шиностроении до 10 кВт); эти передачи находят широкое применение в приборостроении. Для одноступенчатых силовых цилиндрических фрикци­онных передач рекомендуется  .

В некоторых случаях применяется цилиндрическая фрикционная передача с катками клинчатой формы (см. рис.9.2).

В передачах с клинчатыми катками при данной силе F_r прижатия одно­го катка к другому нормальные силы между рабочими поверхностями, a следовательно, и силы трения значительно больше, чем в передачах с гладкими катками (тем большие, чем меньше угол клина).

Это позволяет снизить в передачах с клинчатыми катками силу F_r в 2—3 раза.

Число клиновых выступов для катков принимают равным z = 3-5 (рис.9.5). При z> 5 условие равномерного прилегания всех рабочих по­верхностей таких катков ухудшается.

Цилиндрические фрикционные передачи могут быть выполнены с гладкими, выпуклыми и выпукло-вогнутыми катками (рис. 9.6, а, б, в). Имеются и другие конструктивные разновидности фрикционных цилинд­рических передач.

 

     

Рис.9.5. Катки клинчатой передачи

 

              

                        а) б) в)

Рис.9.6. Типы катков: a — гладкие катки:

 б — выпуклые катки: в — выпукло-вогнутые катки

 

Геометрические параметры передачи (см. рис. 9.4).

Межосевое расстояние

.                                               

Диаметр ведущего катка

.                                                                               

Диаметр ведомого катка

.                                                               

Рабочая ширина обода катка

,                                                                                   

где  = 0,2 - 0,4 — коэффициент ширины обода катка по межосевому рас­стоянию.

Для компенсации неточности монтажа на практике ширину малого катка (см. рис.9.1) принимают, мм:

.                                                                  

 

Силы в передаче.

Для обеспечения работоспособности фрикционных передач необходи­мо прижать катки (см. рис.9.4) силой нажатия   таким образом, чтобы со­блюдалось условие (1), т. е.

                                                                             

где  — максимальная сила трения;   — передаваемая окружная сила;  — коэффициент трения (выбирается по табл.1). Отсюда сила нажатия   или

,                                                                                  (2)

где  — коэффициент запаса сцепления; вводится для предупреждения пробуксовки от перегрузок в период пуска передачи (для силовых передач   = 1,25 - 1,5; для передач приборов   = 3 - 5).

По схеме, показанной на рис.9.4,

.                                                             (3)

Подставив формулу (3) в формулу (2), определим силу нажатия

.                                                                

На практике применяют два способа прижатия катков: постоянной силой и автоматическое. Постоянная по значению прижимная сила катков допустима при передаче постоянной нагрузки. При переменной нагрузке прижатие катков должно изменяться автоматически — пропорционально изменению передаваемого вращающего момента. В этом случае снижаются потери на трение, повышается долговечность передачи.

В первом случае сила прижатия, осуществляемая обычно с помощью пружин, в процессе paботы изменена быть не может; во втором случае сила прижатия изменяется с изменением нагрузки, что положительно, сказывается на качественных характеристиках передачи. Однако применение специальных нажимных устройств (например, шариковое самозатягивающее устройство) усложняет конструкцию.

Один каток к другому может быть прижат:

- предварительно затянутыми пружинами (в передачах, предназначен­ных для работы при небольших нагрузках);

- гидроцилиндрами (при передаче больших нагрузок);

- собственной массой машины или узла;

- через систему рычагов с помощью перечисленных выше средств;

- центробежной силой (в случае сложного движения катков в плане­тарных системах).