Вивчення кострукцій фрикційних передач

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

 

ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ ФРИКЦІЙНИХ ПЕРЕДАЧ

 

Мета роботи: Вивчити основні конструктивні схеми фрикційних передач з постійним передаточним відношенням та варіаторів з безпосереднім контактом тіл кочення.

 

1 Порядок виконання роботи

- навести кінематичні схеми фрикційних передач (ФП) з постійним передаточним відношенням;

- вивести основні кінематичні та силові співвідношення;

- навести кінематичні схеми передач з безступінчастим регулюванням передаточного відношення (варіаторів);

- привести технічну характеристику лабораторної установки для випробування фрикційних передач;

- теоретично визначити діапазон регулювання лобового варіатора і обертаючий момент, що передається експериментальною лабораторною установкою;

- побудувати графіки теоретичних залежностей;

- зробити висновки по роботі;

- відповісти на контрольні запитання;

- зарахувати лабораторну роботу у викладача.

 

2 Завдання для самопідготовки

Під час підготовки до роботи з’ясувати призначення і область застосування фрикційних передач з безпосереднім контактом тіл кочення, ознайомитись з конструкціями фрикційних передач з постійним передаточним відношенням і варіаторів.

 

3 Загальні відомості про фрикційні передачі

Фрикційна передача забезпечує передачу обертаючого моменту за рахунок тертя між елементами передачі при їх безпосередньому контакті.

По конструкції фрикційні передачі можуть бути: циліндричні, конічні, торові, сферичні.

По умовах роботи: без змащення або із змащенням.

По способах притискання елементів передачі: з постійним зусиллям і з перемінним зусиллям (у залежності від навантаження).

По передаточному відношенню: з постійним U = const і з перемінним U = var – варіатори.

Переваги ФП: простота, рівномірність обертання, можливість безступінчастого регулювання передаточного числа.

Недоліки ФП: великі навантаження на вали, непостійність передаточного відношення, необхідність застосування притискних пристроїв, загроза руйнування при буксуванні.

Внаслідок відмічених недоліків, у сучасному машинобудуванні в якості силових механізмів фрикційні передачі застосовують рідко. Основні силові співвідношення в циліндричній та конічній передачах показані на рисунку 1.

2.1.png

U= tgδ2/(1-ε) = ctgδ1 /(1−ε).

Колове зусилля у передачі залежить від сили тертя Ft < Fтр, а сила тертя, у свою чергу, від сили, що притискає тіла тертя і коефіцієнта тертя, тобто Fтр = FN⋅f, якщо ж Ft = 2 T1/d1, то зусилля притискання циліндричних роликів дорівнює:

FN = 2T1⋅β/(f ⋅ d1),

де β – коефіцієнт запасу зчеплення,

     f – коефіцієнт тертя.

Для конічної передачі характерні такі співвідношення

Ft = FN⋅f = FN1⋅f/sinδ1;          Ft = FN⋅f = FN2⋅f/sinδ2.

Тобто при збільшенні передаточного відношення зменшується FN1 і збільшується FN2 , тому у понижуючих передачах притискний пристрій доцільно встановлювати на ведучому валі.

Особливе місце в системі механічних передач займають варіатори – пристрої, що дозволяють змінювати передаточне відношення плавно і безперервно (безступінчасте регулювання). Як правило, варіатори використовують принцип дії фрикційних передач. Ця група охоплює велику кількість передач, що різняться по конструкції і призначенню. Можна умовно класифікувати варіатори по таких ознаках:

- по розташуванню осей: передачі з паралельними і осями, що пересікаються;

- принципом дії: із безпосереднім контактом катків і з передачами гнучким зв'язком;

- за формою робочої поверхні: із циліндричною, конічною, кульовою або торовою поверхнею робочих катків;

- по способу притискання робочих елементів: із постійним або автоматично регульованим притисненням катків.

Крім класифікаційних ознак існує велика кількість конструктивних особливостей, наприклад із проміжним (паразитним) фрикційним елементом, із ручним або автоматичним керуванням, тощо. На рисунку 2 показані схеми найбільш поширених видів варіаторів.

2.2.png

Застосування фрикційних варіаторів на практиці обмежується діапазоном потужностей до 10, рідше до 20 кВт. У цьому діапазоні вони конкурують з гідравлічними й електричними варіаторами за рахунок простоти конструкції, малих габаритів, ККД. При великих потужностях важко забезпечувати силу притискання катків. Ця сила, а також відповідні навантаження на вали й опори стають занадто великими, конструкція варіатора і притискного пристрою ускладнюється.

2.3.png

        Притискання тіл обертання забезпечується зусиллям пружини. Якщо перевести ролик через центр на ліву сторону диска 2, то можна одержати зміну напрямку обертання веденого вала - варіатор має властивість реверсивності.

 

4 Оснащення робочого місця лабораторної роботи

- дослідна лабораторна установка;

- моделі і макетні зразки варіаторів;

- комп’ютер з програмним забезпеченням;

- файли з моделями коліс;

- методичні вказівки по виконанню лабораторної роботи;

- звіт з лабораторної роботи.

 

5 Методика проведення роботи

Скласти кінематичні схеми циліндричної та конічної фрикційних передач (рис. 4, 5). При складанні кінематичних схем фрикційних передач з постійним передаточним відношенням і виводі основних кінематичних та силових співвідношень дбати про те, щоб ці схеми не були складними, легко читались і несли достатню інформацію.

Скласти кінематичні схеми фрикційних варіаторів (табл. 1). При складанні кінематичних схем передач з безступінчастим регулюванням передаточного відношення бажано застосуванням стандартних умовних позначень максимально точно відобразити специфіку варіатора, що розглядається.

Кінематичні схеми фрикційних передач, основні кінематичні та силові співвідношення:

 З постійним передаточним відношенням

2.4.png

2.5.png

Оформлений звіт з лабораторної роботи підписується виконавцем і зараховується викладачем.

6 Вимоги безпеки

Під час проведення роботи додержуватись правил загальної інструкції з охорони праці, наведеної у розділі „Загальні вимоги безпеки“.

7 Контрольні питання

  1. Поняття про фрикційні передачі, призначення фрикційних передач, сфера застосування.

  2. Класифікація фрикційних передач за формою елементів, що передають обертальний рух.

  3. Які недоліки обмежують застосування фрикційних передач у якості силових?

  4. Перерахуйте способи притискання тіл кочення фрикційних передач.

  5. Від яких факторів залежить пружне ковзання котків фрикційних передач?

  6. Переваги і недоліки фрикційних передач у порівнянні з передачами інших типів.

  7. Ступінчасте та безступінчасте регулювання передаточного відношення передачі. Поняття про варіатори.

  8. Класифікація фрикційних варіаторів.

  9. Пружне і геометричне ковзання в передачі, поняття буксування, ККД фрикційних передач.

  10. Матеріали для виготовлення елементів фрикційних передач. Основні вимоги до них.

8 Тестові завдання

1 Фрикційні передачі мають змогу працювати завдяки силам …

– …тертя; – …в зачепленні;

– …тяжіння; – …міжмолекулярної взаємодії.

test2.png