§ 11.7. Упругое скольжение связано с упругими деформациями
Упругое скольжение связано с упругими деформациями в зоне контакта. Элементарно это можно объяснить на примере цилиндрической передачи (см. рис. 11.1). 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.
В действительности явления, которые связаны с упругими деформациями во фрикционных передачах, сложнее. Они рассматриваются в специальной литературе (см., например, [34]). Значение скольжения от этих деформаций не превышает 2...3% и обычно определяется экспериментально.
Для стальных катков упругое скольжение незначительно: 8¾ 0,002 (при полной нагрузке); для текстолита по стали 8¾ 0,01, резина по стали ε»0,03.
С уменьшением нагрузки ε уменьшается.
Геометрическое скольжение связано 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. Природу геометрического скольжения выясним на простейшем примере лобового вариатора (рис. 11.8, см. также рис. 11.2). Анализ других случаев см. [34].
Окружная скорость на рабочей поверхности ролика постоянна по всей ширине его и равна υν Скорость ν2 различных точек диска изменяется пропорционально расстоянию этих точек от центра (на краю диска
При отсутствии буксования скорости νγ и υг на линии контакта должны быть равны между собой. Однако в рассматриваемой конструкции равенство скоростей можно получить только для какой-то одной точки линии контакта. Эту точку Π называют полюсом качения. Через полюс качения проходит расчетная окружность диска с диаметром d2, так что
В действительности явления, которые связаны с упругими деформациями во фрикционных передачах, сложнее. Они рассматриваются в специальной литературе (см., например, [34]). Значение скольжения от этих деформаций не превышает 2...3% и обычно определяется экспериментально.
Для стальных катков упругое скольжение незначительно: 8¾ 0,002 (при полной нагрузке); для текстолита по стали 8¾ 0,01, резина по стали ε»0,03.
С уменьшением нагрузки ε уменьшается.
Геометрическое скольжение связано 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. Природу геометрического скольжения выясним на простейшем примере лобового вариатора (рис. 11.8, см. также рис. 11.2). Анализ других случаев см. [34].
Окружная скорость на рабочей поверхности ролика постоянна по всей ширине его и равна υν Скорость ν2 различных точек диска изменяется пропорционально расстоянию этих точек от центра (на краю диска
При отсутствии буксования скорости νγ и υг на линии контакта должны быть равны между собой. Однако в рассматриваемой конструкции равенство скоростей можно получить только для какой-то одной точки линии контакта. Эту точку Π называют полюсом качения. Через полюс качения проходит расчетная окружность диска с диаметром d2, так что
Во всех других точках линий контакта наблюдается скольжение со скоростью vCK = vl—v2. На рис. 11.8 эпюра распределения скоростей скольжения по линии контакта изображена жирными линиями. Полюс качения располагается в середине линии контакта только при холостом ходе. При работе с нагрузкой он смещается от середины на некоторое значение Δ. Это смещение можно определить, рассматривая равновесие ролика. Здесь вращающий момент Тх должен уравновешиваться моментом сил трения. Эпюра сил трения F' показана на рис. 11.8, где направление сил трения противоположно направлению скоростей скольжения, а удельная сила трения F' = Fnf/b.