Скольжение возрастает вместе с увеличением разности натяже ний
Si — <S2 =
При отсутствии скольжения, т. е. при холостом ходе, я|> = О, следовательно, / 2 1 = г( 2 і)о= т - •
В скоростных ременных и канатных передачах на величину передаваемого момента влияет скорость движения ремня, потому что при огибании шкивов ремнем возникает центробежная сила инер ции. Если принять во внимание последнюю, то
где р — вес погонной единицы длины ремня.
Отсюда следует, что при том же моменте сил сопротивления ЛТ2 на ведомом шкиве натяжение ветвей растет с. увеличением скорости ремня.
Глава |
Ф Р И К Ц И О Н Н Ы Е П Е Р Е Д А Ч И |
двадцать
первая
§21.1. ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ С ПОСТОЯННЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ
Фрикционные катки применяются для передачи непосредствен ным соприкосновением движения между валами с параллельными или пересекающимися осями. Как в том, так и в другом случае
передачи могут |
быть построены |
для осуществления постоянного |
или переменного |
передаточного |
отношения. |
Возможность передачи движения и силы от ведущего звена к ве домому обеспечивается тем, что ведомые и ведущие звенья прижи маются друг к другу или к промежуточным звеньям при помощи силы, например силы упругости пружины. Возникающая под дей ствием прижимающей силы в зоне контакта звеньев сила трения устанавливает определенную связь между ведущим и ведомым звеньями.
Максимальное значение силы трения в зоне контакта звеньев называется силой сцепления.
На рис. 21.1 изображена фрикционная передача с цилиндриче скими катками. Если к ведомому звену 2 приложен момент сопро тивления М 2 , то для преодоления его со стороны цилиндрического катка / к цилиндрическому катку 2 должна быть приложена окруж
ная с и л а Р 1 2 = — . При наличии |
прижимающей |
силы |
Q междѵ |
|
r% |
|
|
|
|
катками будет |
действовать сила сцепления F = |
pQ. |
Очевидно, |
что боксование |
будет отсутствовать, |
если Р 1 2 < ; F. |
|
|
Отношение |
-g- = ^®r* =k |
носит название коэффициента за- |
паса сцепления. При условии, что k> 1, цилиндрические катки будут катиться друг по другу без скольжения, т. е. их окружные скорости будут одинаковы:
Это дает возможность определить передаточное отношение
'12 : |
И, |
II |
(21.1) |
|
Одним из недостатков фрикционной |
передачи с цилиндриче |
скими катками является необходимость при значительном моменте Мг сил сопротивления прижимать фрикционные катки друг к другу
с большой силой Q, которая определяется |
из уравнения |
|
|
Q- |
Цг2 |
|
(21.2) |
|
|
|
|
Сила |
Q воспринимается подшипниками, |
которые в этом |
случае |
сильно |
нагружаются. |
|
|
|
Одним из средств, способствующих уменьшению нажатия на катки, а следовательно, и уменьшению давления на подшипники, является применение катков из материала с большим коэффициен
том трения. Если это оказывается недостаточным, то можно |
при |
менить катки с клинчатой формой желоба, |
как это показано на |
рис. 21.2. Если угол при вершине желоба 2ß, то нормальные |
силы |
Л\ = N2 = N, возбуждающие |
в зоне контакта катков силы |
тре |
ния, могут быть определены из равной нулю суммы проекций |
всех |
сил, действующих на каток, на направление |
силы Q |
|
N |
= ï h - |
(21.3) |
Возбуждаемая нормальными силами N сила трения F будет |
равна |
|
|
|
И<2 |
(21.4) |
/ П \ |
|
F = 2u7V = sin ß • |
|
Если угол ß взять достаточно малым, то при заданном значении силы F нажа тие может быть значительно умень шено по сравнению с цилиндрическими
2fl
\2
777777, 777777,
1
Рнс. 21.1. Цилиндрическая фрикционная |
Р и с 21.2. |
Фрикционная |
передача с |
клинчатыми |
передача |
катками |
Рис. 21.3. Фрикционная передача с ко ническими катками
катками таких же размеров. Взяв, например, ß = 30°, можно уменьшить давление Q в 2 раза по сравнению с давлением на цилиндрические катки при том же д..
Передача движения клинча тыми катками сопровождается боксованием. При заданном ре жиме работы устанавливаются определенные угловые скорости cöj и ш3 клинчатых катков.
Если длина зоны контакта невелика, то приближенно можно считать, что боксованне отсут
ствует на средних окружностях зоны контакта радиусов гх и л2 , т. е. передаточное отношение можно приближенно определять по формуле (21.1), приняв в качестве гх и г2 радиусы средних окруж ностей желоба.
Конические катки, схематически изображенные на рис. 21.3, применяют для передачи движения непосредственным соприкосно вением между валами с пересекающимися осями. Катки катятся друг по другу без скольжения только при совпадении вершин конусов с точкой пересечения осей катков, и тогда передаточное отношение может быть определено по формулам для конической
зубчатой |
передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ііа = |
Ѣ = Ь = |
™1Ь, |
|
(21.5) |
где |
тх и |
т2 — сопряженные |
радиусы |
окружностей катков / и 2; |
2ах |
п 2а2 |
— углы |
при вершине |
конусов. |
|
|
|
|
Нажатие между катками осуществляется силой Qu |
действую |
щей вдоль оси одного из катков. При заданном значении QL нор |
мальная |
сила N21, |
возбуждающая силу трения, будет |
выражаться |
равенством |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qi = ^2isina 1 |
или |
ІѴ2 1 |
= . ^1 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
SHI |
CCj 1 |
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin а, |
|
|
(21.6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Действующая на общей образующей конусов нормальная сила |
вызывает осевую реакцию Q2 для второго катка (на рис, 21.3 не |
показана): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 = Nl2 |
sina2 ==Q! s m |
ctg |
|
(21.7) |
|
|
|
|
|
|
sin |
a x |
|
|
|
Если |
угол между осями |
катков схг + а 2 = 90°, то |
|
|
|
|
|
Qa = Qi tg |
а2 . |
|
|
(21.8) |
§21.2. ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ
Втечение двух последних десятков лет к приводным механизмам предъявляются особые требования, одним из которых является возможность плавно изменять в некоторых пределах передаточное отношение. Наиболее просто этот вопрос может быть решен при менением фрикционных передач с регулируемым передаточным отношением. Этим, собственно, и объясняется наличие чрезвы чайно большого количества отличающихся друг от друга принци пиально или только конструктивно фрикционных передач. Рас смотрим лишь некоторые типы фрикционных передач с регулируе мым передаточным отношением.
На рис. 21.4 изображена лобовая фрикционная передача, в ко торой изменение передаточного отношения достигается смещением ролика / вдоль оси. Если радиус ролика rlt а средний радиус диска 2 для зоны контакта г2 , то передаточное отношение
|
|
«а |
V |
(21.9) |
1 |
2 |
|
|
|
|
Передаточное отношение |
і12 |
имеет наибольшее |
и наименьшее |
значения, равные |
|
|
|
|
' атах |
|
2mln |
(21.10) |
Ч 2 т а х - |
|
|
' і З т іп — " |
В отдельных точках зоны контакта ролика и лобового диска наблюдается скольжение, аналогичное скольжению в передаче клинчатыми катками. При приближенных расчетах этим боксованием можно пренебречь.
Нажатие лобового диска на ролик осуществляется за счет упру гой деформации пружин.
На р'ис. 21.5 изображена схема двойной лобовой передачи, в ко торой подвижный ролик 3 зажимается между двумя лобовыми дисками 1 и 2. Смещая ролик
вдоль оси, можно изменять передаточное отношение в пределах от
Іцтіп= |
im in |
r l m l n |
|
2max |
|
|
до |
|
|
'îimax |
|
-imax |
|
r î m i n |
|
|
Расстояние A между ося ми лобовых дисков должно быть выбрано в соответствии
j
Рис. 21.4. Лобовая фрикционная передача
срегулируемым передаточным отноше
нием
