Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
рывно сила трения F=Qf, которая будет направлена по общей касательной к дискам и будет являться для ведомого диска окружным усилием.
Очевидно, условием вращения диска и вала В будет
т. е. момент силы трения должен быть равен моменту сопротивления на ведомом валу В или больше его.
Для определения необходимой для равномерного вращения ведомого вала силы нажатия Q рассмотрим равновесие ведомого
диска.
На фиг. 195 диск показан отдельно, и к нему приложены действующие на него силы.
Фиг 194.
Фиг. 195.
Взяв сумму моментов относительно оси вращения, найдем
-?/IT + ^r = о-
откуда
С=-7ЙГ- (91)
Полученная формула дает значение минимальной силы нажатия v"min; стремление обеспечить отсутствие скольжения при работе колес заставляет вводить поправочный коэффициент и принимать Q = ? (?гшп. где ? — коэффициент запаса сцепления, который в силовых передачах принимают ? = 1,2 -f- 1,8.
Если допустить отсутствие скольжения, то окружные скорости V1 и V2 ведущего и ведомого дисков будут одинаковы, т. Є. V1 = V2. Но
D1 Л U1 D1
V1 = W1
2 30 2
_ ?>2 _л "г D2
V2 — «2 -J- - -go" • ~2-
15 Батурин 1235
226
ФРИКЦИОННАЯ ПЕРЕДАЧА
а поэтому
что дает откуда
я H1 D1
~го 2~
Я п2
A1 2
U1D1 = n2D2,
і = і— = -—- =
ш2 n2 A
(92)
Возвращаясь к формуле (91) для определения требуемой силы нажатия Q, заметим, что, как следует из правой части формулы, для уменьшения силы нажатия необходимо увеличить D2 или / или Z)2 и / одновременно.
Что касается значения диаметров дисков, то во избежание громоздкости передачи идти по пути их увеличения не следует. Обычно принимают Z)max = (6 -f- 10)d, где d — диаметр вала.
Для увеличения коэффициента трения / для рабочих поверхностей дисков применяют различные фрикционные материалы: прессованный картон, кожу, дерево, текстолит, фибру, резину, феродо. При применении указанных материалов для обода одного из дисков второй делается^ обычно из стали или чугуна.
В современных быстроходных передачах, работающих в масляных ваннах, материалами катков являются сталь (зачастую легированная), реже чугун.
Средние значения коэффициентов трения / приведены в табл. 32.
Значения коэффициентов трения /
Таблица 32
Материал t
Сталь по стали или чугуну, чугун по чугуну всухую . . . 0,15—0,20 0,20—0,25 0,20—0,35 0,35—0,40 0,35—0,50
Ширина обода* b определяется из условного расчета по величине нагрузки, допускаемой на 1 см ширины катка. В качестве средних значений допускаемых погонных нагрузок [q] кГ/см для катков из разных материалов можно принимать:
Для чугуна............... 100—135 кГ/см
» кожи................ 15—25 »
» дерева....... ....... 2,5—5 »
» текстолит;!............. 20—30 »
ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ФРИКЦИОННАЯ ПЕРЕДАЧА
227
Таким образом, предполагая, что нагрузка равномерно распределена по линии касания катков, можем определить ширину обода по формуле
причем предельное ее значение Ъ Dmm- Учитывая большой износ рабочих поверхностей при больших окружностях, для передач, работающих всухую, допускают v м/сек.
К. п. д. передачи можно практически принимать г) = 0,75-^0,8*.
Взамен условного метода определения ширины катков по допускаемой погонной нагрузке в настоящее время чаще пользуются другим, более совершенным методом, основанным на теории так называемых контактных напряжений и деформаций.
Основы теории контактных напряжений и деформаций были разработаны в конце XIX в. известным физиком Г. Герцем.
Значительный вклад в дальнейшую разработку теории контактных напряжений и применение ее к расчету элементов машиностроительных конструкций внес ряд советских ученых — А. Н. Динник, Н. М. Беляев, М. М. Саверип и др.
Остановимся коротко на сути вопроса и укажем, как эта теория применяется к расчету цилиндрических фрикционных катков.
В тех случаях, когда форма деталей такова, что соприкосновение между их поверхностями при отсутствии нагрузок, прижимающих эти детали друг к другу, происходит в точке или по линии, говорят, что имеет место начальный точечный или линейный контакт (шарик и кольцо шарикоподшипника, колесо и рельс и т. п.). Под действием нагрузки, прижимающей детали друг к другу и направленной по общей нормали к их поверхностям в месте касания, происходит местная деформация соприкасающихся тел, называемая контактной. Вместо контакта в точке или по прямой линии имеется контакт по некоторой малой площадке (контактная площадка). В частном случае контакта двух цилиндров с параллельными образующими площадка контакта имеет форму прямоугольника.
В материале деталей, прилегающем к зоне контакта, возникают напряжения, называемые контактными. Эти напряжения носят местный характер и весьма быстро убывают по мере удаления от зоны контакта. Давления, передаваемые от одной детали к другой, через контактную площадку, распределяются по ее площади неравномерно. В интересующем нас частном случае наибольшие давления имеют место в точках средней линии контактной площадки и могут быть определены по следующей формуле:
* В современных передачах специальных типов, работающих при обильной смазке, к. п. д. доходит до Tj = 0,97. .
