§ 7.6. К.п.д. фрикционных передач
Решение. 1. Из формулы (7.4) следует максимальная и минимальная угловые скорости вала ведомого катка:
<°2max = (0i Wmax=<°i VS = 97\i рад/с =194 рад/с;
W2min = ω ι «т,п = ω 1 /д/Д = 97/д/Т~рад/с = 48,5 рад/с.
2. Момент вращения на ведущем катке
Γι =Ρι/ωι =0,8• 103/97 Н-м = 8,25 Н-м.
3. Максимальная окружная сила на ведущем катке
Tj_ 8,25-103
^Irnin
= Ж—=^45-Н = 92 "•
4. Принимаем: /(=1,5 (см. §7.4); для закрытой передачи f = = 0,05 (см. § 7.2).
5. Сила прижатия катков к роликам [формула (7.3)]
F=KFtmax/f = 1,5-92/0,05 Н = 2740 Н.
§ 7.6. Расчет на прочность и к.п.д. фрикционных передач
Расчет на прочность. Для фрикционных передач с металлическими катками основным критерием работоспособности является сопротивление усталости, которое оценивается контактным напряжением [а]//. Наибольшие контактные напряжения передач с начальным контактом по линии определяют по формуле Герца (см. § 0.10):
<°2max = (0i Wmax=<°i VS = 97\i рад/с =194 рад/с;
W2min = ω ι «т,п = ω 1 /д/Д = 97/д/Т~рад/с = 48,5 рад/с.
2. Момент вращения на ведущем катке
Γι =Ρι/ωι =0,8• 103/97 Н-м = 8,25 Н-м.
3. Максимальная окружная сила на ведущем катке
Tj_ 8,25-103
^Irnin
= Ж—=^45-Н = 92 "•
4. Принимаем: /(=1,5 (см. §7.4); для закрытой передачи f = = 0,05 (см. § 7.2).
5. Сила прижатия катков к роликам [формула (7.3)]
F=KFtmax/f = 1,5-92/0,05 Н = 2740 Н.
§ 7.6. Расчет на прочность и к.п.д. фрикционных передач
Расчет на прочность. Для фрикционных передач с металлическими катками основным критерием работоспособности является сопротивление усталости, которое оценивается контактным напряжением [а]//. Наибольшие контактные напряжения передач с начальным контактом по линии определяют по формуле Герца (см. § 0.10):
Для катков из стали и других материалов с коэффициентом Пуассона μ «0,3
0^ = 0,418 д/^Пр/Рпр<Мя,
где q = Fr/b2 — номинальная нагрузка на единицу длины контактных линий; £ηρ = 2£ι £2/(£ι + £2) — приведенный модуль упругости; рПр = /?ι /?2/(/?ι + #2) — приведенный радиус кривизны цилиндрических катков (£ι и £2, R\ и R2 — соответственно модули упругости материалов и радиусы ведущего и ведомого катков);
[о]н — допускаемое контактное напряжение для менее прочного из материалов пары катков.
Для закаленных сталей при хорошей смазке [а]я = = 800...1200 Н/мм2 (модуль упругости £ = 2,1-105 Н/мм2);
для чугунов Мя=1,5ави (£=105 Н/мм2), где ави — предел прочности чугуна при изгибе;
для текстолита [а]я = 80...Ю0 МПа (£ = 6-103 Н/мм2).
К.п.д. фрикционных передач зависит от потерь на скольжение катков и потерь в подшипниках. Скольжение в зоне контакта обусловлено деформациями поверхностей катков. Потери в подшипниках зависят от нагрузки на валы, которая определяется прижимной силой FR.
Для закрытых фрикционных передач η =0,88...0,93, для открытых η = 0,78...0,86.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные виды фрикционных передач.
2. Какими достоинствами и недостатками обладают фрикционные передачи?
3. Какие материалы применяются для изготовления рабочих поверхностей фрикционных катков? Какими свойствами должны обладать материалы?
4. Как обеспечивается непрерывное нажатие катков фрикционных передач?
5. Объясните процесс усталостного выкрашивания рабочих поверхностей катков закрытой передачи.
6. Что такое заедание рабочих поверхностей катков? Какими средствами можно предупредить его?
7. Какие устройства называют вариаторами?
8. Что такое диапазон регулирования вариаторов и как он определяется?
0^ = 0,418 д/^Пр/Рпр<Мя,
где q = Fr/b2 — номинальная нагрузка на единицу длины контактных линий; £ηρ = 2£ι £2/(£ι + £2) — приведенный модуль упругости; рПр = /?ι /?2/(/?ι + #2) — приведенный радиус кривизны цилиндрических катков (£ι и £2, R\ и R2 — соответственно модули упругости материалов и радиусы ведущего и ведомого катков);
[о]н — допускаемое контактное напряжение для менее прочного из материалов пары катков.
Для закаленных сталей при хорошей смазке [а]я = = 800...1200 Н/мм2 (модуль упругости £ = 2,1-105 Н/мм2);
для чугунов Мя=1,5ави (£=105 Н/мм2), где ави — предел прочности чугуна при изгибе;
для текстолита [а]я = 80...Ю0 МПа (£ = 6-103 Н/мм2).
К.п.д. фрикционных передач зависит от потерь на скольжение катков и потерь в подшипниках. Скольжение в зоне контакта обусловлено деформациями поверхностей катков. Потери в подшипниках зависят от нагрузки на валы, которая определяется прижимной силой FR.
Для закрытых фрикционных передач η =0,88...0,93, для открытых η = 0,78...0,86.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные виды фрикционных передач.
2. Какими достоинствами и недостатками обладают фрикционные передачи?
3. Какие материалы применяются для изготовления рабочих поверхностей фрикционных катков? Какими свойствами должны обладать материалы?
4. Как обеспечивается непрерывное нажатие катков фрикционных передач?
5. Объясните процесс усталостного выкрашивания рабочих поверхностей катков закрытой передачи.
6. Что такое заедание рабочих поверхностей катков? Какими средствами можно предупредить его?
7. Какие устройства называют вариаторами?
8. Что такое диапазон регулирования вариаторов и как он определяется?