4. Фрикційні передачі
Фрикційними називають передачі, які використовують для передачі енергії і руху сили тертя, що виникають в місці контакту двох тіл обертання.
Фрикційна передача складається з ведучого і веденого котків і пристроїв, що притискують котки один до одного.
В залежності від взаємного розташування валів фрикційні передачі бувають:
- з паралельними валами (рис. 1, а, б, рис. 2);
- з перетинаючими валами (рис. 1, в).
За формою котків фрикційні передачі розрізняють на:
- циліндричні (рис. 1, а, б; рис. 2);
- конічні (рис. 1, в);
- конусні (рис. 1, е).
За характером зміни швидкості розрізняють фрикційні передачі:
- з умовно постійним передавальним числом (рис. 1, а, б, в, д, е);
- зі змінним передавальним числом, що називаються варіаторами, здійснюючі безступінчате регулювання швидкості (рис. 1, г; рис. 3).
Лобовий фрикційний варіатор (рис. 3) складається з ведучого котка 1, який приводить у рух ведений коток 2. Коток 1 може переміщатися уздовж своєї осі по направляючій шпонці і має радіус R1. Оскільки при переміщенні ведучого котка змінюється робочий радіус R2 веденого котка, то відбувається плавна зміна передавального числа, а отже і швидкості.
До достоїнств фрикційних передач можна віднести:
- плавність і безшумність роботи;
- простота конструкції;
- можливість безступінчатого регулювання швидкості;
- можливість запобігання механізмів від поломок.
При роботі фрикційних передач можливе прослизання веденого котка щодо ведучого, тому до недоліків передач можна віднести:
- необхідність регулювання притиснення котків;
- великий тиск на вали і опори;
- порівняно низький ККД, = 0,68..0,88;
- невеликі потужності (до 20 кВт);
- інтенсивне зношування робочих поверхонь котків;
Передавальне число фрикційної передачі визначається:
(7)
де D1 – діаметр ведучого котка; D2 - діаметр веденого котка; - коефіцієнт ковзання, =0,005....0,03.
а) б)
в) г)
д) е)
Рисунок 1 – Види фрикційних передач:
а, б – циліндричні з паралельними валами; в – конічна з перетинаючими валами;
г – лобовий варіатор; д – з внутрішнім контактом; е – конусна з паралельними валами
Рисунок 2 – Циліндрична фрикційна передача:
1
- ведучий коток; 2 - ведений коток
Рисунок 3 - Лобова фрикційна передача (варіатор):
1 - ведучий коток; 2- ведений коток
У машинобудуванні фрикційні передачі застосовують рідко (фрикційні преси, молоти, лебідки). Частіше всього ці передачі використовують в приладах і апаратах, де потрібна плавність і безшумність роботи, а також безступінчате регулювання швидкості.
5. Пасові передачі
Пасові передачі - це механічні передачі, засновані на використовуванні сил тертя з використанням гнучкого проміжного зв'язку між ведучим і веденим елементами – шківами. Для нормальної роботи необхідне попереднє натягнення паса, за рахунок чого виникають сили тертя між пасом і шківами.
Пасові передачі розрізняють за наступними ознаками:
Залежно від розташування валів у просторі розрізняють передачі:
- відкриті, які застосовують при паралельному розташуванні валів і однаковому напрямі обертання ведучого і веденого шківів (рис. 4, а; 5, а);
- перехресні, які застосовують при паралельних валах і протилежному напрямі обертання ведучого і веденого шківів (рис. 4, е, ж; 5, в);
- напівперехресні, які застосовують при валах, що перехрещуються, і однаковому напрямі обертання шківів (рис. 4, з, і; 5, г);
- кутові, які застосовують при перетинаючих валах і однаковому напрямі обертання шківів (рис. 5, б).
Залежно від виду пасів і їх геометричної форми передачі бувають:
- плоскопасові, корисне навантаження передається за рахунок сил тертя внутрішньої поверхні паса прямокутного перетину і зовнішньої поверхні шківів (рис. 4, б; 5, а);
- клинопасові, корисне навантаження передається за рахунок сил тертя між бічними поверхнями паса трапецеїдального перетину і канавок шківа (рис. 4, в; 5, ж, і);
- поліклинові, корисне навантаження передається за рахунок сил тертя між бічними поверхнями клинових виступів плоского паса і канавок шківів (рис. 4, г; 5, к);
- круглопасові, передача корисного навантаження здійснюється за рахунок сил тертя поверхні паса круглого перетину і шківа (рис. 4, д);
- зубчастопасові, у яких працюють зачеплення виступів (зубів) паса і виступів (зубів) шківів (рис. 5, е).
Плоскопасові передачі мають паси малої товщини і в цих передачах можливе застосування шківів найменших діаметрів, передача забезпечує найбільший плавний хід.
а)
б) в) г) д)
е) з)
ж) і)
Рисунок 4 - Види пасових передач:
а – схема; б – плоскопасова; в – клинопасова; г - поліклинова; д – круглопасова;
е, ж – перехресна; з, і – напівперехресна;
1 - ведучий шків; 2 - ведений шків; 3 – пас
Рисунок 5 - Пасові передачі:
а – плоскопасова з паралельними валами; б - кутова; в – перехресна;
г – напівперехресна; д - плоскопасова з натяжним роликом;
е – зубчастопасова; ж, і - клинопасова; з - обхват шківа пасом,
к- поліклинова
Клинопасові і поліклинові передачі через заклинюючу дію мають велику тягову здатність, у порівнянні з плоскопасовою, вимагають меншого попереднього натягнення паса.
3убчастопасові передачі працюють зачепленням і забезпечують синхронне обертання валів, передають значні потужності.
Передавальне число пасової передачі визначається:
(8)
де D1 - діаметр ведучого шківа; D2 – діаметр веденого шківа; - коефіцієнт ковзання.
Достоїнства пасових передач:
- можливість передачі енергії і руху на значну відстань між ведучим і веденим шківами (до 8 м);
- плавна і безшумна робота;
- простота конструкції і експлуатації;
- можливість передачі руху від одного ведучого шківа декільком веденим шківам;
- здатність оберігати механізми від перевантажень і ушкоджень;
- можливість роботи з великими кутовими швидкостями.
Недоліки пасових передач:
- непостійність передавального числа внаслідок прослизання пасів;
- витягання і знос пасів;
- необхідність постійного спостереження і догляду;
- необхідність попереднього натягнення паса;
- великі габаритні розміри передачі.
Пасові передачі застосовують у всіх галузях машинобудування, коли вали розташовані на значних відстанях, передавана потужність до 50 кВт при швидкості паса 5…100 м/с.