Лекція №11

11.1 Фрикційні передачі і варіатори

1. Найпростіша фрикційна передача - з циліндричними котками для передавання потужності між паралельними валами

Котки (1-ведучий, 2 - ведений) притиснуті один до одного з певним зусиллям F. Від нормальної реакції в зоні контакту котків F_n виникає при обертанні котка 1 сила тертя ковзання F_тер з допомогою якої починає обертатись ведений каток2.

Передавання потужності - за рахунок сил зчеплення між котками ( на основі сил тертя ковзання ).

2. Передача з конічними котками

Звичайно зусилля F, яким притиснуті один до одного котки , прикладається до вала ведучого котка, який посаджено на вал консольно. Характерні геометричні параметри :

кути при вершинах конусів, l- конусна відстань.

Вважатимемо, що нормальна реакція F_n прикладена посередині контактної лінії, що має довжину b.

11.2 Лобовий варіатор швидкості

Ведучий коток 1 пересувається впродовж осі і таким чином змінюється r₂ від мін до макс.

Отже, змінється й передаточне число.

Контакт котків залежить від геометричної форми поверхонь, що стикаються. Наприклад, на рис.1,2,3 - контакт теоретично по лінії. Може бути й теоретичний контакт точкою .

Але контакт як по лінії, так в точці - теоретичний . Оскільки матеріал котків зминається, то практично контакт буде відповідно по прямокутнику та по колу.

11.3 Основні кінематичні залежності

1. Передаточне число :

Загальний вид залежності

U = (11.3.1)

Через геометричні параметри :

1. Для рис. 1 (11.3.2)

1. Для рис.2 (11.3.3)

де - коефіцієнт, що враховує проковзування.

Крім, того для рис.2 передаточне число можна визначити через тригонометричні параметри

Залежність ця - універсальна, тобто для будь-якого кута пересікання осей валів котків φ

При , як на рис 2,5 :

(11.3.6)

2. Для варіаторів швидкості, один з прикладів на рис.3 :

Отже, як видно з цих залежностей, існує діапазон регулювання швидкості

Д = U_max / U_min (11.3.9)

Є багато різних схем фрикційних варіаторів швидкості. Найбільш відомі з них описані в підручниках, з ними треба ознайомитись самостійно.

Серед них є так звані прості варіатори (без проміжних ланок між ведучою та веденою ланками - рис. 3)

Звичайно для простих варіаторів практично Д =3...4, для подвоєних Д = 12...16. Збільшення величини Д веде за собою зниження ККД і отже, потужності , що передається.

3. Величина необхідної сили притискання катків (розглянемо на прикладі рис.1) :

Умова роботи механізму

F_тер ≥ F_t (11.3.10)

F_тер = К_зч · F_t (11.3.11)

де К_зч - коефіцієнт запасу зчеплення; для силових передач (тобто тих, що призначені для передавання потужності) К_зч =1,25...1,50, а для кінематичних схем приладів - К_зч =3,0.

Оскільки F_тер = f · F_n (11.3.12)

то з урахуванням (11.3.11) одержимо

(11.3.13)

Зі схеми рис.1 очевидно, що по модулю

(11.3.14)

то

(11.3.15)

Ми знаємо з теоретичної механіки, ТММ, що :

, (11.3.16)

тоді

(11.3.17)

де ( момент обертання крутний момент)