8.1.3. Матеріали та конструкції деталей фрикційних передач

Вимоги до матеріалів фрикційних котків: високий модуль пружності для зменшення пружного ковзання та втрат потужності на перекочування котків; високий коефіцієнт тертя ковзання; висока контактна міцність та стійкість проти спрацьову­вання для забезпечення потрібної довговічності передачі.

Найчастіше використовують такі поєднання матеріалів для виго­товлення ведучого та веденого котків: загартована сталь - загартована сталь забезпечує контактну міцність передачі та високий ККД. (сталі типу ШХ15 із термообробкою, твердість 50—55 HRC. У тихохідних передачах сталі 40Х, 40XH).

Чавун - чавун (або сталь) забезпечує високу несучу здатність передачі.

Текстоліт, фібра - сталь, чавун мають широке застосування у середньо- та малонавантажених передачах. Завдяки високим значен­ням коефіцієнта тертя вимагають меншої сили притискання котків.

Шкіра, деревина, гума — сталь, чавун використовують у малонавантажених передачах та передачах приладів. Ці матеріали мають низьку стійкість проти спрацьовування, але висо­кий коефіцієнт тертя.

Котки фрикційних передач із неметалевих матеріалів завжди по­винні працювати без змащування. Як правило, ведучий коток виго­товляють із більш м'якого матеріалу, щоб запобігти місцевому спрацьовуванню (утворенню лисок) на робочій поверхні веденого котка при випадковому буксуванні.

Конструкція котків фрикційних передач. Форма котків залежить від матеріалами, з яких ці котки виготовлені.

Металеві котки (із сталі чи чавуну) виготовляють дискової фор­ми, а котки малих діаметрів роблять суцільними разом із валом (рис. 20.4, а, б). Робочі поверхні металевих котків повинні мати малі параметри шорсткості (Ra 0,63—0,32).

Котки з неметалевих матеріалів виготовляють збірними насадної конструкції (рис. 20.4, в-е): маточина з чавуну або сталі призначена для закріплення дисків або кілець із гуми 1, текстоліту 2, деревини чи шкіри 3.

Натискні пристрої фрикційних передач. Притискання котків фрикційних передач можна здійснити різними способами. Спосіб притискання має суттєве значення для роботи передачі. Постійне притискання допустиме тільки у передачах, що переда­ють постійне робоче навантаження. У передачах, із змінним навантаженням, бажано, щоб сила притискання котків зміню­валася автоматично відповідно до навантаження. Довговічність та ККД таких передач більші, оскільки в цьому разі не виникають над­мірні сили при передаванні малих робочих навантажень.

Ha рис. 20,5, а, б показані схеми натискних пристроїв, що забезпе­чують постійну силу притискання котків за допомогою стиснутої пружини і за допомогою ваги спеціального тягарця на важелі.

Гвинтовий натискний пристрій, що забезпечує автоматичне регу­лювання сили притискання конічних котків, показано на рис. 20.5,в. Автоматично діючого пристрою є передача із самозатяжним кільцем (рис. 20.5,г). Крім основних котків, передача має додатковий холостий ролик 1 та масивне жорстке кільце 2, що охоплює з невеликим початковим натягом усі три котки.

Геометрія та кінематика передачі. Котки конічної фрикційної передачі - це зрізані конуси, що взаємно дотикаються по спільній твірній, а вершини конусів знаходяться у точці перетину осей валів. Остання умова потрібна, щоб запобігти геометричному ковзанню в контакті котків.

Основними розмірами конічної фрикційної передачі є середні діа­метри ведучого та веденого котків d_m1 і d_m2, зовнішня R та середня R_m конусні відстані, робоча ширина котків b, кути при вершинах ко­нусів δ₁ та δ₂. Для конічної фрикційної передачі з міжосьовим кутом Σ = δ₁ + δ₂ = 90º (рис 20.7) справедливі такі співвідношення між параметрами:

(20)

(21)

. (22)

Тут Ψ_R = 0,20...0,30 — коефіцієнт ширини котків.

Передаточне число конічної фрикційної передачі u = ω₁/ω₂ або u = d_m2/d_ml. (23)

Інші співвідношення між параметрами передачі, які використо­вують у розрахунках [на основі виразів (20) ... (23)], такі:

; ;

; ; (20 24)

; .