Передача с переменным передаточным отношением (вариатор).
Заменив цилиндрические колеса коническими (рис. 10.1,6), можно осуществить передачу между валами с пересекающимися осями. Выполнив одно из тел качения с переменным радиусом вращения, можно получить передачу с переменным передаточным отношением (вариатор). Простейшим примером такой передачи является лобовая (рис. 10.2), состоящая из диска и колеса. При перемещении колеса 2 вдоль вала меняется радиус качения па диске 1 и, следовательно, передаточное отношение.
Окружная сила Ft на ведомом колесе, которую способна передать фрикционная передача, определяется из условия
где Fr — сила прижатия рабочих колес;/— среднее значение коэффициента трения в контакте; s — коэффициент запаса сцепления, который выбирается из условия, чтобы при возможных перегрузках и нестабильности сил трения передача была гарантирована от пробуксовок. В силовых передачах принимают s = 1,2...2,0 , а в передачах приборов (кинематических) увеличивают до 3.
Из выражения (ЮЛ) видно, что сила прижатия рабочих колес в 1// раз больше реализуемой силы трения. Среднее значение коэффициента трения в зависимости от материала рабочих тел и условий смазывания может изменяться от 0,40 до 0,04. Следовательно, сила прижатия превышает передаваемую силу не менее чем в 2,5...25,0 раз. С учетом необходимого запаса сцепления сила прижатия будет еще больше. Данное обстоятельство предопределяет высокие нагрузки на валы и подшипники, на которых установлены рабочие тела. Это один из основных недостатков фрикционных передач.
Особенностью работы фрикционной передачи является обязательное наличие упругого скольжения. Это связано с тангенциальными деформациями поверхностей рабочих тел в зоне контакта. При работе фрикционной пары в области контакта существует две зоны — зона сцепления (сц), где поверхности как бы «прилипают» друг к другу и двигаются вместе, и зона проскальзывания (rip), где происходит относительное смещение поверхностей рабочих тел (рис. 10.3, а). Точка О лежит на границе этих зон и ее положение неизменно. При входе в контакт точка Αλ ведущего 1 и точка А2