Лабораторная работа 1.7 Изучение работы фрикционной лобовой передачи
Цель работы: определение зависимости коэффициента проскальзывания от момента нагрузки; определение зависимости коэффициента проскальзывания от силы прижатия; определение зависимости коэффициента проскальзывания от текущего радиуса; определение зависимости фактического передаточного отношения от текущего радиуса; определение КПД передачи.
Краткие теоретические сведения
Фрикционные передачи с переменным передаточным числом, или вариаторы, применяются в приборостроении для плавного изменения в некоторых пределах скорости на выходном звене. Передаточное число изменяется путем перемещения некоторого управляющего органа. Большей частью зависимость передаточного числа от перемещения управляющего органа принимается линейной.
Если ведомое звено вариатора не нагружено, т. е. момент нагрузки Тн = 0 (режим холостого хода), то передаточное число в этом случае определяют по формуле
,
(1)
где uг – геометрическое передаточное число фрикционной пары; ω1 – угловая скорость на ведущем звене; ω2 – угловая скорость на ведомом звене; R1 – радиус ведущего диска; R2 – радиус ведомого ролика.
При нагружении ведомого звена (Тн ≠ 0) возникает упругое проскальзывание ролика относительно диска, причем с увеличением Тн увеличивается и проскальзывание. Тогда фактическое передаточное число фрикционной пары uф определяется по формуле
(2)
где n1 – частота вращения ведущего звена (диска), об/мин; n2– частота вращения ведомого звена (ролика), об/мин; ε – коэффициент проскальзывания.
Величина коэффициента проскальзывания зависит от материала катков и условий смазки (он колеблется в пределах 0,002…0,03).
Из формулы (1) и (2) можно записать:
или
,
отсюда
или
.
(3)
В установке для изучения работы фрикционной лобовой передачи (ФЛП) вращение вала двигателя передается на ведущий диск посредством червячного редуктора (ЧР) (рис.1.15).
Рис.
1.15. Схема установки для изучения работы
фрикционной
лобовой
передачи
Частота вращения ведущего диска вычисляется по формуле
,
(4)
где nдв – частота вращения вала двигателя, об/мин; uчр – передаточное число червячного редуктора.
Подставив (4) в (3), получим формулу для коэффициента проскальзывания
.
(5)
С другой стороны, этот же коэффициент проскальзывания может быть приближенно определен по формуле
,
(6)
где в – ширина ведущего пояса ролика, мм; Fпр – сила прижатия диска к ролику, Н; f – коэффициент трения между роликом и диском.
Примечание. Во фрикционных передачах различают три вида скольжения: буксование, упругое скольжение и геометрическое скольжение.
КПД передачи в
общем случае может быть записан в виде
формулы
,
(7)
где Рвых – мощность на выходе вариатора, Вт; ηч.р – КПД червячного редуктора, входящего в кинематическую цепь установки (принимаем ηч.р = 0,8).
;
(8)
Рвх – мощность на входе вариатора (на диске):
;
(9)
где Тдв – момент на валу двигателя, Н·мм; Тн –момент нагрузки, Н·мм.
Диапазон регулирования фрикционной передачи определяют по формуле
.
(10)
Таблица 1.20