Классификация передач. В зависимости от назначения Различают фрикционные передачи: с Нерегулируемым передаточным числом и с Бесступенчатым (плавным) Регулированием передаточного числа. Такие передачи называют вариаторами.

В зависимости от взаимного расположения осей валов Фрикционные передачи бывают: Цилиндрические - при параллельных осях (см. рис. 66); Конические – при пересекающихся осях; Лобовые – при скрещивающихся осях.

В зависимости от условий работы Фрикционные передачи подразделяют на: Открытые – работают всухую и Закрытые – работают в масляной ванне.

В закрытых фрикционных передачах масляная ванна обеспечивает хороший отвод теплоты, делает скольжение менее опасным, увеличивает долговечность передачи.

Назначение. Фрикционные передачи относится к механическим передачам трения с непосредственным контактом и состоят из двух соприкасающихся между собой колес (катков, роликов, дисков). Вращение одного из колес преобразуется во вращение другого за счет сил трения, возникающих в месте контакта колес. Необходимая сила трения между колесами фрикционной передачи достигается прижатием одного из них к другому. Постоянную силу прижатия осуществляют одним из следующих способов: начальной затяжкой с помощью специальных пружин или других упругих деталей, в том числе и самих колес (за счет упругой деформации материала колес); собственной массой узла или машины; центробежной силой. Переменная сила прижатия достигается с помощью специальных прижимных механизмов. Фрикционные передачи могут быть с параллельными и пересекающимися валами, открытые и закрытые, с постоянным либо с плавно изменяемым передаточным отношением.

Преимущества. Простота конструкций, бесшумность и плавность работы, малые колебания за оборот вала передаточного числа с возможностью его бесступенчатого плавного регулирования, автоматическая защита от перегрузок, при которых колеса пробуксовывают.

Недостатки. Большие нагрузки на валы и опоры, необходимость установки специальных прижимных устройств. Относительно меньший КПД и изменение передаточного отношения во времени в связи проскальзыванием колес и их износом, невозможность применения в приводах с постоянным передаточным числом и переменными нагрузками, износ при буксовании ведущего колеса.

Сферы применения. Фрикционные передачи применяют при мощности 20КВт, при окружной скорости 20М/с, с передаточным числом и с КПД для закрытых передач 0,88…0,93, а для открытых передач 0,78…0,86. Передачи могут работать всухую или в масле. Поэтому в основном применяются в приборах, устройствах регулирования и управления машин, металлообрабатывающих станках и др. По сравнению с электрическими и гидравлическими вариаторами фрикционные наиболее просты, надежны и экономичны.

Порядок выполнения проектного расчета. При проектном расчете из условия обеспечения контактной прочности поверхности стальных колес определяется диаметр ведущего колеса цилиндрической фрикционной передачи:

, (11.1)

Где - крутящий момент на ведущем колесе в ; - коэффициент запаса сцепления: - для постоянной нагрузки, - при переменной; - коэффициент режима работы: =1 - при спокойной нагрузке, =1,1...1,3 - при ударных нагрузках; - модуль упругости материала колес, для пары сталь-сталь: ; - коэффициент неравномерности распределения нагрузки в контакте: =1,0...1,1; - передаточное отношение передачи; - коэффициент трения материала колес: =0,04 - сталь по стали в масле, =0,15…0,2 - сталь по стали или по чугуну без смазки, =0,2…0,35 - текстолит-сталь; =0,3…0,35 - сталь – металлокерамика; < 0,4 - сталь – пластмасса; - коэффициент ширины ведущего колеса: для открытой передачи 0,2…0,6, для закрытой передачи 0,8…1,2; - допускаемые контактные напряжения на сжатие: для закаленных стальных колес с HRC>60 = 800...1200МПа, для нормализованных стальных колес =(2…3)НВ, для текстолитовых колес, =80...100МПа, а для чугунных колес = , где - предел прочности чугуна при изгибе.

При проектном расчете из условия обеспечения износостойкости поверхности неметаллических колес определяется диаметр ведущего колеса цилиндрической фрикционной передачи:

, (11.2)

Где - допустимая удельная сила в контакте поверхностей: для пары резина – сталь 10...30, для пары текстолит – сталь 40…80, для пары металлокерамика – сталь 130.

Расчетный диаметр ведущего колеса и его ширина округляются до ближайших больших стандартных размеров из ряда стандартных чисел.

Расчетные диаметр и ширина ведомого колеса определяются по формулам:

, (11.3)

. (11.4)

Полученные значения округляются до ближайших стандартных чисел.

Расчетное усилие прижатия колес

. (11.5)

Окружное усилие на колесах передачи

. (11.6)

Межосевое расстояние передачи

. (11.7)

Порядок выполнения проверочного расчета. При проверочном расчете из условия обеспечения контактной прочности поверхности стальных колес определяют расчетные контактные напряжения и сравнивают их с допустимыми

(11.8)

При проверочном расчете передачи с одним неметаллическим колесом определяется удельная сила в контакте и сравнивается с допустимой удельной силой

. (11.9)