Основные факторы, определяющие качество фрикционной передачи

Скольжение. Скольжение является причиной износа, уменьшения КПД и непостоянства передаточного отношения во фрикционных передачах. Различают три вида скольжения: буксование, упругое скольжение, геометрическое скольжение.

Буксованиенаступает при перегрузках, когда не соблюдается условие < . При буксовании ведомый каток останавли­вается, а ведущий скользит по нему, вызывая местный износ или задир поверхности. Нарушение геометрической формы и каче­ства поверхности катков выводит передачу из строя. Поэтому при проектировании следует принимать достаточный запас сцепления

и недопускать использования фрикционной передачи в качестве предохранительного устройства от перегрузки. Применение самоза­тягивающихся нажимных устройств, как правило, устраняет бук­сование.

Упругое скольжениесвязано с упругими деформациями в зо­не контакта. Элементарно это можно объяснить на примере ци­линдрической передачи Если бы катки были абсолютно жесткими, то первоначальный контакт по линии оста­вался бы таким и под нагрузкой. При этом окружные скорости по всей линии контакта равны и скольжения не происходит. При упругих телах первоначальный контакт по линии переходит под нагрузкой в контакт по некоторой площадке. Равенство окружных скоростей соблюдается только в точках, расположенных на одной из линий этой площадки. Во всех других точках образуется сколь­жение.

Геометрическое скольжениесвязано с неравенством скоростей на площадке контакта у ведущего и ведомого катков. Оно является решающим для фрикционных передач. Поиски новых форм тел качения часто связаны со стремлением уменьшить геометрическое скольжение.

Непостоянство передаточного отношения. Как указано выше, пе­редаточное отношение , где связано со значением - смещением полюса скольжения.

Можно отметить следующее:

1. При постоянной силе прижатия значение изменяется пропорционально нагрузке . При этом передаточ­ное отношение не постоянно. Оно изменяется в некоторых пределах в зависимости от нагрузки.

2. Если нажимной механизм обеспечивает изменение силы при­жатия пропорционально , т е. =const, то и постоян­ны. В этом большое преимущество саморегулируемых шариковых и винтовых нажимных устройств.

3. Значение , а следовательно, и изменение от нагрузки пропорциональны длине линии контакта или ширине ролика . Для уменьшения скольжения и колебаний передаточного отношения применяют узкие ролики или переходят от линейного контакта к точечному ( = 0и = 0). Положение полюса качения связано также с распределением давления по длине линии контакта. При неравномерном распределении полюс смещается в сторону боль­ших давлений. Давление может быть неравномерным вследствие деформаций валов или погрешностей изготовления. С этим связаны высокие требования к точности изготовления и жесткости вари­аторов.

Коэффициент полезного действия. КПД вариаторов зависит в ос­новном от потерь на скольжение и потерь в опорах валов. Потери на трение скольжения пропорциональны скорости скольжения . По­тери на трение в опорах зависят от нагрузки на валы, которая определяется в основном силой прижатия (не для всех конструк­ций). При постоянной потери в опорах постоянны и, следователь­но, КПД падает при работе вариатора с неполной нагрузкой. По­этому также целесообразно применять нажимные механизмы с по­стоянным отношением . Ввиду сложности расчетов величину КПД чаще всего оценивают экспериментально и указывают в спра­вочниках.

Передача винт-гайка

Общие сведения.Передача винт - гайка служит для преобразования вращатель­ного движения в поступательное.

В винтовых механизмах вращение винта или гайки осуществля­ют обычно с помощью маховика, шестерни и т. п. При этом передаточное отношение условно можно выразить отношением окружного перемещения маховичка к перемещению гайки (винта) :

где — диаметр маховичка (шестерни и т. п.); — ход винта. При малом и сравнительно большом можно получить очень боль­шое . Например, при = 1 мм, = 200 мм, =628.

Зависимость между окружной силой ,на маховичке и осевой силой на гайке (винте) запишем в виде

где — КПД винтовой пары. Для =628 и =0,3 получим 190 .

Таким образом, при простой и компактной конструкции пере­дачи винт — гайка позволяет получить большой выигрыш в силе или осуществлять медленные и точные перемещения.

Основной недостаток передачи — низкий КПД. В соответствии с этим передачу винт — гайка применяют в механизмах, где необ­ходимо создавать большие силы (домкраты, прессы и т. п.), а также в механизмах точных перемещений (механизмы подачи станков, измерительные, установочные и регулировочные механиз­мы).