Расчетные зависимости для определения сил прижатия тел качения фрикционных передач.

Для передачи окружной силы F фрикционной передачей тела качения должны быть прижаты одно к другому с силой F_n (рисунок 3.1):

где - коэффициент трения; S - запас сцепления, принимаемый в силовых передачах 1,25-1,5, а в передачах приборов до 3.

Расчетные значения коэффициентов трения: сталь по стали в масле 0,04-0,05; сталь по стали или по чугуну всухую 0,15 – 0,2; сталь по текстолиту всухую 0,2-0,3.

По силе Q ведут расчет на прочность тел качения, а также расчет валов и подшипников передачи.

Передаточное отношение фрикционной передачи (рисунок 3.1 а и б):

,

где n₁ и n₂ -частота вращения ведущего и ведомого тел качения, об/мин; R₁ и R₂ - соответственно их радиусы; ξ - коэффициент, учитывающий скольжения и изменяющийся от 0,995 для передач, работающих всухую, до 0,95 для вариаторов, работающих в масле, при значительных передаточных отношениях.

Фрикционные передачи основаны на использовании сил трения в контакте тел вращения под действием силы прижатия (рисунок 3.1).

Сила трения на ведущем и ведомом катках F_тр имеет противоположное направление по отношению к окружной силе F_t. Момент Т₂, представляющий собой сопротивление движению рабочего органа машины, направлен в сторону, противоположную вращению ведомого катка.

Во всех фрикционных передачах должно быть соблюдено соотношение, определяющее их работоспособность:

где k-коэффициент запаса сцепления, гарантирующий работу передачи без буксования при перегрузках – окружная сила; – коэффициент трения.

Расчетная зависимость определения сил прижатия тел качения имеет следующий вид:

3.1.4 Материалы. Основные требования, предъявляемые к материалам тел качения:

а) высокая износостойкость и поверхностная прочность;

б) достаточно высокий коэффициент трения во избежание больших сил прижатия;

в) достаточно высокий модуль упругости во избежание повышенных потерь на трение, связанных с размерами площадки контакта.

Закаленная сталь по закаленной стали обеспечивает наименьшие габариты и высокий к. п. д. передачи, но требует точного изготовления передачи и высокой чистоты отделки поверхностей трения. Наиболее пригодными являются шарикоподшипниковые стали типа ШХ15, а также стали типа 18ХГТ и 18Х2Н4МА). Передачи работают как в масле, так и всухую.

Для материалов сталь - пластмасса требуются менее высокая точность изготовления и отделка контактирующих поверхностей. Передачи работают всухую. В связи с большим коэффициентом трения на валы действуют меньшие силы, чем при металлических телах качения, к. п. д. несколько ниже, а габариты больше.

Более надежны передачи, у которых ведущее тело сделано из менее твердого материала, чем ведомое, так как при случайном буксовании на последнем не образуются лыски.

Применяют обрезиненные тела качения, обеспечивающие весьма высокий коэффициент трения, однако падающий с увеличением влажности воздуха.

Для обкладок в крупных передачах применяют прессованный асбест, прорезиненную ткань и кожу.