13.Фрикционные передачи:кинематические и прочностные расчеты.

В нерегулируемой фрикционной передаче окружная скорость ведомого катка несколько меньше скорости ведущего катка из-за их взаимного проскальзывания, которое учитывают коэффициентом : Если перейти к угловым скоростям и катков, то передаточное число для фрикционной передачи с цилиндрическими катками, будет равно:В передаче с коническими катками где и - углы наклона к оси конусов образующих.Для лобового вариатора, эта зависимость остается справедливой, и если пренебречь проскальзыванием, то Диапазон регулированияНаибольший диапазон регулирования частот вращения простого вариатора равен 4, а практически ограничивается значением КПД фрикционных передач и вариаторов обычно равен При начальном контакте по линии максимальные нормальные напряжения определяются по формуле Г.Герца для случая сжатия двух цилиндров:где: и и модули упругости первого рода и коэффициенты Пуассона материалов цилиндров соответственно; распределенная нагрузка на цилиндры от силы прижатия; приведенный радиус кривизны цилиндров; и радиусы цилиндров соответственно.Если принять катки стальными и тогде приведенный модуль упругости материалов цилиндров.Расчет на контактную усталость ведут из условия прочности по допускаемым контактным напряжениям Из условия прочности катков по допускаемым напряжениям можно установить выражение для вычисления межосевого расстояния передачи где: вращающий момент на ведомом катке; коэффициент ширины катка.Значение принимают в зависимости от твердости по Бринеллю рабочей поверхности катков или по экспериментальным данным:для металлической пары при работе в масле; для металлической пары при работе всухую без смазочного материала;для чугунной пары, где предел прочности чугуна при изгибе;для катков из текстолита при работе без смазочного материала.Необходимое усилие прижатия катков определяют по формуле: Коэффициент запаса сцепления назначают в зависимости от типа передачи:для силовых передач для кинематических передач и передач приборов Коэффициент трения во фрикционных передачах для различных случаев сочетания материалов принимают следующие:сталь по стали в масле сталь по стали или чугуну без смазки сталь по текстолиту или фибре без смазки фрикционная пластмасса по стали без смазки

14.Передача винт-гайка.

Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот с большой плавностью и точностью хода. В основе передачи положена кинематическая винтовая пара. Передача обеспечивает большую несущую способность при малых габаритах, простоту конструкции и изготовления.Передачу применяют для поднятия грузов (домкраты и др.), в нагружающих устройствах (прессы и др.), для получения точных перемещений (ходовые винты станков, шпиндели типовой арматуры, делительные и регулировочные устройства и дрПередачи винт –гайка делятся на передачи скольжения и передачи качения.Передача винт-гайка скольжения.Передача винт-гайка скольжения находит широкое применение вследствие сравнительной простоты конструкции, отработанной технологии получения резьбы, высокой точности перемещений, возможности обеспечения самоторможения и получения большего выигрыша в силе. Основные недостатки – низкий КПД и невозможность получения больших скоростей поступательного движения.В передаче винт-гайка скольжения для повышения износостойкости и снижения склонности к заеданию материал одной из деталей должен быть антифрикционным. Обычно используют стальные винты в сочетании с бронзовыми, реже с чугунными гайками. Для изготовления винтов применяют стали 45,50, 65Г, 40Х, 40ХФА, 18ХГТ с соответствующей термической или химико-термической обработкой.Кинематические характеристики. Скорость относительного перемещения гайки и винта, где: число заходов винта; частота вращения гайки или винта, шаг резьбы, мм.Число заходов назначают для самотормозящихся винтов; для несамотормозящихся механизмов принимают Передаточное число Передаточное число условно можно выразить отношением перемещения маховика или рукоятки к перемещению винта (гайки):где: радиус маховика или длина рукоятки; ход винта. Коэффициент полезного действия. КПД механизма определяется из соотношения работ на завинчивание винта без учета сил трения и с учетом сил трения по следующей формуле: где: угол подъема винтовой линии; угол трения.Расчет несущей способности. Расчет на износ. Оценивается по среднему контактному давлению на рабочих гранях витков: где: осевая сила; средний диаметр и рабочая высота профиля резьбы; число витков в гайке высотой и шагом допускаемое контактное давление.Допускаемое контактное давление зависит от материала гайки и винта, их физико-механических свойств и для контактирующих пар имеет следующее значениезакаленная сталь - бронза; незакаленная сталь – бронза;незакаленная сталь - чугун.Расчет на прочность. Расчет на прочность для высоконагруженных винтов производят по опасному сечению, для установления которого строят эпюры продольных сил и крутящих моментов. Нормальные напряжения растяжения (сжатия) и касательные напряжения при кручении определяются по известным формулам:

где внутренний диаметр резьбы.Допускаемое напряжение для материала гайки: для бронзы для чугуна Расчет на устойчивость. Сжатые и длинные высоконагруженные винты проверяют на устойчивость по объединенному условию прочности и устойчивости: где коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения из расчета на растяжение, выбирается в зависимости от параметра гибкости Передача винт-гайка каченияПередачи винт – гайка качения (шариковые винтовые механизмы) применяются в механизмах точных перемещений, в следящих системах и ответственных силовых передачах. В них между витками винта и гайки размещают шарикиПри вращении винта шарики увлекаются в направлении его поступательного движения, попадают в перепускной канал в гайке и возвращаются в полость между винтом и гайкой. Таким образом, перемещение шариков происходит по замкнутому каналу, соединяющему первый и последний витки резьбы гайки. Для повышения осевой жесткости передачи и точности позиционирования гайки предусматривают возможность предварительного натяга путем взаимного смещения полугаек 1 с помощью прокладок 3, либо путем взаимного поворота полугаек и последующей их фиксацией.Передача винт- гайка качения имеет сравнительно высокий КПД , возможность полного устранения осевого и радиального зазоров, малый износ в сравнении с передачами скольжения, но они сложны в изготовлении и чувствительны к вибрации.