Назначение, области применения, условия работы фрикционных передач

Введение

Триботехника - наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении, охватывающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазывания машин. В последнее время в триботехнике получили развитие новые разделы - трибохимия, трибофизика и трибомеханика.

Трибомеханика - изучает механику взаимодействия контактирующих поверхностей при трении.

К общим понятиям триботехники по ГОСТ 23.002 относятся следующие термины.

Трибосопряжение (ТС) – две функционально связанные детали (вал–втулка, два зубчатых колеса и др.). ТС согласно ЕСКД может быть отнесено к сборочной единице или изделию, состоящего из двух составных частей.

Триботехническая система (ТТС) – сложная термодинамическая система, образуемая из нескольких трибосопряжений и узлов трения, а также промежуточной среды и части окружающей среды, в которой происходит преобразование энергии механической (механического движения) в другие виды (тепло, колебания и др.).

Внешнее трение - явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним, сопровождаемое диссипацией энергии.

Изнашивание - процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Износ - результат изнашивания, определяемый в установленных единицах - длины, объема, массы и др.

Износостойкость - свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.

Смазочный материал - материал, вводимый на поверхности трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания.

Смазка - действие смазочного материала, в результате ко­торого между двумя поверхностями уменьшается сила трения и (или) интенсивность изнашивания.

Смазывание - подведение смазочного материала к поверхности трения. Смазывание поверхностей трения деталей машин обусловлено необходимостью уменьшения сил трения и интенсивности изнашивания, а также охлаждения зоны трения и удаления потоком масла продуктов изнашивания.

Смазочный материал снижает динамичность переменных нагрузок и уменьшает поперечные и продольные колебания.

Смазочные материалы могут быть жидкие (масла, вода, водные растворы), пластичные (консистентные), твердые (графит, дисульфид молибдена) и газообразные. В зависимости от количества и вида смазочных материалов между трущимися поверхностями деталей различают следующие  виды трения: трение при отсутствии смазки; граничное трение; жидкостное трение.

Трение покоя - трение двух тел при микроперемещениях до перехода к относительному движению.

Трение движения - трение двух тел, находящихся в относительном движении.

Трение без смазочного материала - трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.

Трение со смазочным материалом - трение двух тел гари наличии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.

Трение скольжения - трение движения двух твердых тел, при котором скорости тел в точках касания различны по величине направлению, или по величине или направлению.

Трение качения - трение движения двух твердых тел, при котором их скорости в точках касания одинаковы по величине и направлению.

Сила трения - сила сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, направленной по касательной к общей границе между этими телами.

Наибольшая сила трения покоя - сила трения покоя, любое превышение которой ведет к возникновению движения.

Предварительное смещение - относительное микроперемещение двух твердых тел при трении в пределах перехода от состояния покоя к относительному движению.

Скорость скольжения - разность скоростей тел в точках касания при скольжении.

Поверхность трения - поверхность тела, участвующая в трении.

Коэффициент трения - отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.

Коэффициент сцепления - отношение наибольшей силы трения покоя двух тел к нормальной относительно поверхностей трения силе, прижимающей тела друг к другу.

Основные виды изнашивания. Изнашивание сопряженных поверхностей деталей при работе машин связаны с комплексным воздействием механических, физико-химических и электрохимических процессов при контакте, а так же, внешних факторов окружающей среды: температура, влажность, агрессивность среды. Совокупность явлений в процессе трения определяет вид изнашивания и его интенсивность.

Вследствие разнообразия исходных материалов деталей пар трения и условий их эксплуатации, виды изнашивания классифицированы следующим образом (по ГОСТ 16429-70):

-         механическое изнашивание (абразивное, эрозионное, кавитационное, усталостное, гидроабразивное,  газоабразивное);

-         молекулярно-механическое изнашивание (диффузионное, адгезионное (износ при заедании);

-         коррозионно-механическое изнашивание (окислительное, фреттинг-коррозия).

Существующие технологические методы обеспечения износостойкости поверхностей деталей узлов трения подразделяют на несколько групп: химико-термические, объемная и поверхностная закалка, механотермические, электрохимические, химическая обработка, наплавка износостойких слоев, напыление порошковых покрытий, ионно-плазменная обработка, плакирование, механическое упрочнение и др. Применение этих методов в значительной мере связано с историей развития автомобилестроения в развитых странах. Развитие этих методов было вызвано стремлением повысить эксплуатационные качества автотранспортных средств.

1. Назначение, области применения, условия работы фрикционных передач

Фрикционной передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения от одного вала к другому с помощью сил трения, возникающих между насаженными на валы и прижатыми друг к другу дисками, цилиндрами или конусами.  Фрикционные передачи относятся к передачам с непосредственным контактом. Их работа основана на принципе использования силы трения. К ним относятся вариаторы, отличающиеся простотой конструкции, позволяющие легко обеспечить бесступенчатое регулирование частоты вращения ведомого вала. Передача вращающего момента в вариаторах осуществляется либо за счет силы трения (фрикционные вариаторы), либо за счет зацепления рабочих элементов (цепные вариаторы).

Фрикционные передачи находят применение в кузнечно-прессовом оборудовании (фрикционные прессы, фрикционные молоты), металлорежущих станках, транспортирующих машинах, например лебедки с фрикционным приводом; в приборах и т.д. Наибольшее применение в машиностроении имеют фрикционные вариаторы. Принцип фрикционной передачи является основой технологического процесса в прокатных станках, основой работы рельсового и безрельсового колесного транспорта. Фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением широко применяются в приборостроении; конические и цилиндрические реверсивные передачи находят применение в винтовых прессах. Вариаторы применяют в приводах химического и текстильного оборудования два обеспечения: плавного изменения скоростного режима волокна и наматывания нити на бобину; в приводах центрифуг для плавного разгона до достижения необходимой частоты вращения; в приводах деревообрабатывающего оборудования для изменения режима обработки в зависимости от породы и структуры материала.

Фрикционные передачи можно классифицировать по нескольким признакам: по расположению осей валов, по форме тел качения, по условиям работы; по возможности регулирования передаточного числа.

Фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением. Разделяются на передачи между параллельными валами и между пересекающимися валами с коническими катками. Катки изготовляют из материалов, которые должны обеспечивать поверхностную прочность, износоустойчивость и обладать возможно большим коэффициентом трения. Применяют катки, изготовленные из закаленной стали при работе в масле или без смазки; или из стали (чугуна) и пластмассы.

Фрикционная передача с гладкими цилиндрическими катками -  состоит из двух гладких цилиндрических катков диаметром и закрепленных на параллельных валах, у которых подшипники ведомого катка укреплены неподвижно, а ведущего могут перемещаться в направляющих для прижатия катков силой. Большая величина силы является основным фактором, ограничивающим применение фрикционной передачи с цилиндрическими катками.

Фрикционная передача коническими роликами. Для фрикционной передачи между двумя пересекающимися осями применяют два конических ролика, закрепленных на валах. Угол между осями этих валов чаще всего равен 90°.

Реверсивная фрикционная передача коническими роликами. Изменение направления вращения (реверс) ведомого вертикального вала при постоянном направлении вращения ведущего горизонтального вала можно осуществить с помощью конической фрикционной передачи. На ведущем валу закреплены два конических катка, которые могут перемещаться вправо или влево.

Достоинства фрикционных передач:

1)     простота конструкции;

2)     плавность и бесшумность работы;

3)     возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке;

4)     возможность плавного изменения передаточного числа на ходу машины.

Недостатки фрикционных передач:

1)     значительная радиальная нагрузка на опоры валов, которая может до 35 раз превышать передаваемое окружное усилие и вызывающее интенсивное изнашивание рабочих элементов передачи и разрушение катков;

2)     фрикционные не обеспечивают строгого постоянства передаточного числа при изменении нагрузки;

3)     имеют сравнительно невысокий КПД.

2. Виды изнашивания рабочих поверхностей колес передачи и критерии износа

При работе различных узлов и механизмов происходит взаимное перемещение соприкасающихся поверхностей деталей, при котором возникает трение. В результате трения детали изнашиваются. Сила трения направлена по касательной к поверхности трущихся деталей в сторону, противоположную движению. От силы трения, на преодоление которой затрачивается энергия, будет зависеть коэффициент полезного действия механизма, а от характера трения – износ поверхностей и срок службы механизма. Трение может быть полезным в том случае, когда оно применяется для передачи усилий (фрикционные передачи, тормозные системы и др.).

В зависимости от характера относительного перемещения деталей различают трение скольжения (трение первого рода) и трение качения (трение второго рода). Существует также статическое трение – сила, препятствующая началу движения, и динамическое трение – сила, возникающая при движении поверхностей.

При передаче вращательного момента за счёт трения, возникающей на площадке контакта прижатых друг к другу катков, неизбежно возникает относительное проскальзывание их рабочих поверхностей, причём рабочая поверхность ведущего катка является опережающей, а рабочая поверхность ведомого катка – отстающей. Степень этого проскальзывания зависит от предварительного окружного усилия, упругих свойств материала катков и поэтому называется упругим скольжением, сопутствующим работе фрикционной передачи с катками любой формы.

При перегрузках, когда сила трения на площадке контакта катков оказывается меньше окружного условия, ведомый каток останавливается, ведущий каток скользит по нему и наступает буксование, приводящее к интенсивному местному износу ведомого катка. Скольжение является причиной износа, снижения КПД и непостоянства передаточного числа фрикционных передач.

Для фрикционных передач с металлическими катками основным критерием работоспособности является контактная прочность. Прочность и долговечность фрикционных передач оцениваются по контактным напряжениям - напряжениям смятия поверхности на площадке контакта. В фрикционных передачах наблюдаются следующие виды разрушений рабочих поверхностей катков: усталостное выкрашивание (при работе со смазкой), износ (при работе без смазки), задир поверхности при работе с большими нагрузками и скоростями. Все эти разрушения зависят от величины напряжений в месте контакта.

3. Материалы колес, их механические свойства, виды применяемых смазок

Основные требования к материалам:

-   высокие износостойкость и контактная прочность;

-   высокий коэффициент трения;

-   высокий модуль упругости, чтобы не возникала значительная деформация площадки контакта, и не увеличивались потери на трение.

Для фрикционных передач применяют следующие сочетания материалов:

Сочетание закаленная сталь-закаленная сталь обеспечивает небольшие габаритные размеры передачи и высокий КПД, но необходима высокая точность изготовления передачи и тщательная обработка поверхностей трения.  Используют шарикоподшипниковые стали с закалкой до 60 HRC, качественные стали 40ХН, 18ХГТ и др.

Сочетание чугун-чугун или чугун-сталь применяют в тихоходных передачах; позволяет работать со смазкой и без нее. Для увеличения твердости рабочие поверхности катков подвергают механическому упрочнению.

Сочетание сталь-текстолит позволяет работать без смазки, высокий коэффициент трения специальных пластмасс достигает 0,5, требуются меньшие силы прижатия.

Применяют тела качения, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но он зависит от влажности воздуха. Такие колеса обладают малой контактной прочностью. Иногда используют покрытие из дерева.

Катки из неметаллических материалов работают без смазки.

Надежны передачи, у которых ведущий шкив выполнен из менее твердого материала. При разных материалах тел качения ведущий каток делают из менее прочного материала во избежание образования задиров и лысок в случае буксования передачи. Принцип равной работоспособности тел качения поверхность ведущего катка является опережающей и обладает большей нагрузочной способностью, чем рабочая поверхность ведомого катка.

Смазывание поверхностей трения деталей машин обусловлено необходимостью уменьшения сил трения и интенсивности изнашивания, а также охлаждения зон трения и удаления потоком масла продуктов изнашивания из зон трения. Смазочный материал оказывает демпфирующее действие в зоне контакта, снижая динамичность переменных нагрузок и уменьшая поперечные и продольные колебания.

Смазочные материалы классифицируются на группы в зависимости от следующих признаков: происхождение или исходное сырье для получения; внешнее состояние; назначение.

По происхождению или исходному сырью различают такие смазочные материалы:

-   минеральные, или нефтяные, являются основной группой выпускаемых смазочных масел (более 90 %). Их получают при соответствующей переработке нефти. По способу получения такие материалы классифицируются на дистиллятные, остаточные, смешанные;

-   растительные и животные, имеющие органическое происхождение. Растительные масла получают путем переработки семян определенных растений. Наиболее широко в технике применяются касторовое масло.

-   животные масла вырабатывают из животных жиров (баранье и говяжье сало, технический рыбий жир, костное и спермацетовые масла и др.).

-   органические, масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами и более низкой термической устойчивостью. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными;

-   синтетические, получаемые из различного исходного сырья многими методами (каталитическая полимеризация жидких или газообразных углеводородов нефтяного и не нефтяного сырья; синтез кремнийорганических соединений; получение фтороуглеродных масел). Синтетические масла обладают всеми необходимыми свойствами, однако из-за высокой стоимости их производства применяются только в самых ответственных узлах трения. По внешнему состоянию смазочные материалы делятся на:

-   жидкие смазочные масла, которые в обычных условиях являются жидкостями, обладающими текучестью (нефтяные и растительные масла);

-   пластичные, или консистентные, смазки, которые в обычных условиях находятся в мазеобразном состоянии (технический вазелин, солидолы, консталины, жиры и др.). Они подразделяются на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и др.;

-   твердые смазочные материалы, которые не изменяют своего состояния под действием температуры, давления и т. п. (графит, слюда, тальк и др.). Их обычно применяют в смеси с жидкими или пластичными смазочными материалами.

По назначению смазочные материалы делятся на масла:

-   моторные, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых, дизельных, авиационных);

-   трансмиссионные, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов, самоходных и других машин;

-   индустриальные, предназначенные главным образом для станков;

-   гидравлические для гидравлических систем различных машин;

-   компрессорные, приборные, цилиндровые, вакуумные, электроизоляционные и др.

В зависимости от количества и вида смазочных материалов между трущимися поверхностями деталей различают следующие виды трения: трение при отсутствии смазки; граничное трение; жидкостное трение (при наличии слоя смазки такой толщины, при котором не происходит касания микронеровностей деталей).

При трении без смазки молекулярная составляющая силы трения особенно велика, так как от непосредственного соприкосновения поверхностей защитой служат только окисные и адсорбированные плёнка газов и влаги. При повышении температуры адсорбированные плёнки исчезают, и тогда возникают условия для схватывания в местах разрушения окислых плёнок на контактных поверхностях. Трение без смазки встречается в тормозах, фрикционных передачах, ременных передачах, работающих всухую. При таком виде трения имеет место наибольший износ элементов пар трения.

При граничном трении наименьшая толщина смазочного слоя может иметь место при мономолекулярном слое, то есть слое, состоящем из однородно расположенных молекул вещества смазки и достигающем 0,1мкм. Прочность граничных масляных пленок зависит от количества и качества поляризованных молекул. Эти плёнки могут быть очень прочными и после местного их повреждения в процессе – трения самозалечиваться. Граничная масляная плёнка должна хорошо сопротивляться, продавливанию и иметь слабое сопротивление касательным напряжениям. Эта плёнка не будет разрушаться при внедрении выступов твёрдой детали в поверхность более мягкой и одновременно не будет препятствовать скольжению одной детали по другой. Этими качествами как раз и обладает слой поляризованных молекул смазочного материала. При граничной смазке чаще всего применяют пластичные и твёрдые смазки, граничный слой которых хорошо сопротивляется продавливанию и слабо сопротивляется касательным силам.

При жидкостном трении уже при толщине слоя смазочного масла в 5·10-4 мм силы притяжения между молекулами масла и поверхностью детали настолько ослабевают, что молекулы масла получают возможность свободно перемешаться. При относительном движении сопрягающихся деталей в разделяющем их слое масла происходит скольжение между, молекулами, не связанными силами притяжения с самими деталями. Для возможности такой передачи нагрузки необходимо создание давления в слое масла.

При жидкостном трении износ сопряженных поверхностей деталей практически отсутствует. При пусках и остановках машин, резких изменениях нагрузок и скоростей движения режим жидкостного трения нарушается. Кроме этого, жидкостное трение также нарушается при возвратно-поступательных движениях в зонах, где скорость - относительного движения снижается до нуля.

4. Расчетные методы определения износа

При инженерных расчетах на износ деталей пар трения с не приработанными поверхностями без волнистости для упругого контакта. Если номинальные и контурные давления равны (р=рс), используют полученную зависимость для вычисления линейной интенсивности изнашивания. Формулу применяют для сопряжений малогабаритных деталей, многих видов резьбовых, штифтовых, шпоночных соединений, сопряжений, в которых одна из деталей имеет малую жесткость, для зубчатых передач, кулачковых механизмов:

(4.1)

В случае упругого контакта плоских шероховатых и волнистых не приработанных поверхностей (дисковые тормоза, муфты сцепления и др.) при различных номинальных и контурных давлениях (р≠рс) линейную интенсивность изнашивания можно вычислить по формуле:

(4.2)

Для приработанных поверхностей деталей любой конфигурации, у которых на поверхностях трения установилась оптимальная шероховатость, воспроизводящаяся в процессе изнашивания, линейную интенсивность изнашивания вычисляют по формуле:

(4.3)

При v=2 вместо формулы (4.3) можно использовать  формулу:

(4.4)

σо- разрушающее напряжение при однократном растяжении, МПа;

ty - параметр кривой фрикционной усталости;

Кty - поправочный коэффициент к числу  циклов до отделения с поверхности частик износа;

αпер- коэффициент перекрытия контактных площадей.

,                                                               (4.5)

где А и Аг - площади контакта номинальная и фактическая, мм2 (для приработанных поверхностей αпер=1).

к - коэффициент, величина которого зависит от волнистости поверхности (для волны сферической формы к =0,5; без учета влияния шероховатости поверхности  на деформацию волн к=0,2);

коэффициент гистерезисных потерь при простом    растяжении-сжатии.

fM - молекулярная составляющая коэффициента трения;

                                                              (4.6)

где и - фрикционные параметры, зависящие от условия работы пары трения.

При несовпадающих сопряженных поверхностях в месте соприкосновения двух тел при их силовом взаимодействии, когда площадка контакта относительно мала по сравнению с размерами тел, возникают местные напряжения смятия, которые называют контактными напряжениями. В случае круговой площадки контакта можно применять следующие формулы:

контактное напряжение

                                (4.7)

радиус площадки контакта

                  (4.8)

упругое сближение соприкасающихся тел

                    (4.9)

где Fn - внешняя нормальная к поверхности контакта сила, Н;

kd – динамический коэффициент (для статической нагрузки kd=1, для динамической -  kd=2)

E1и Е2 - модули нормальной упругости материалов соприкасающихся деталей, МПа;

µ1,2 - коэффициенты Пуассона материалов соприкасающихся деталей; Rпр - приведенный радиус кривизны деталей в зоне контакта, мм.

                                                                    (4.10)

где r1 и r2 -радиусы контактирующих сфер (знак плюс - при внешнем контакте, знак минус - при внутреннем контакте), мм.

Если коэффициенты Пуассона материалов соприкасающихся деталей µ=0,3, то формулы (4.8-4.10) принимают вид:

                                   (4.11)

                                           (4.12)

,                                            (4.13)

где (4.14) - приведённый модуль нормальной упругости тел, МПа.

При расчётах, в случае начального касания тел по линии, применяют формулы:  контактное напряжение

          (4.15)

полуширина полоски контакта

                    (4.16)

упругое сближение соприкасающихся цилиндрических тел:

                       (4.17)

При коэффициентах Пуассона µ=0,3 расчет контактного напряжения и полуширины полоски контакта  ведется по формулам:

контактное напряжение

                                    (4.18)

полуширина полоски контакта

                                                    (4.19)

Расчёт фрикционных передач на износостойкость предполагает определение величин интенсивности изнашивания и толщин износа за требуемый промежуток времени контактирующих поверхностей фрикционных колес при работе без смазки и со смазкой, а также определение ресурса работы передачи.

При передаче вращающего момента Т1 на ведущем валу фрикционной передачи необходимую силу нажатия можно вычислить по формуле:

,                                                          (4.20)

где kсц =1,2-1,5 - коэффициент сцепления (коэффициент режима работы); f - коэффициент трения скольжения.

Толщину изношенного слоя ведущего 1 и ведомого 2колёс по формуле:

                                     (4.21)

где Ih(1,2) - интенсивность изнашивания рабочих поверхностей ведущего 1 и ведомого 2 колёс (формула 4.1);

bH - полуширина полоски контакта при действии силы нажатия Fп , мм;

и - окружные скорости (качения) точек рабочих поверхностей ведущего I и ведомого 2 колёс, м/с;

n(1,2) - частота вращения ведущего 1 и ведомого 2 колёс, об/мин;

t - время работы рассчитываемой фрикционной передачи, мин.

Максимальную величину толщины изношенного слоя hmax необходимо сравнить с нормативной (допустимой) величиной износа [h] и определить ресурс работы фрикционной передачи:

                                                          (4.26)

где hmax - максимальная толщина изношенного слоя рабочих поверхностей ведущего 1 и ведомого 2 колес;

[h] – допускаемая толщина изношенного слоя рабочих поверхностей ведущего и ведомого колес, назначаемая с учётом качества трущихся поверхностей, функционального назначения, требуемого уровня надёжности, безопасности, экономичности, экологичности.

2. Расчетная часть

Задача. Определить максимальную величину износа на рабочих поверхностях колёс открытой фрикционной цилиндрической передачи и ее ресурс (рис. 1):

-          вычислить необходимую силу прижатия в передаче и полуширину полоски контакта;

-          вычислить контактные напряжения;

-          определить интенсивность изнашивания колес передачи;

-          вычислить величину изношенного слоя ведущего и ведомого колес передачи;

-          определить допустимый ресурс работы фрикционной передачи и сравнить с заданным;

-          сделать выводы.

Рис.1. Фрикционная цилиндрическая передача

1 – ведущее колесо; 2 – ведомое колесо

D1 и D2 – диаметры ведущего и ведомого колес, мм;

V1,2 – окружные скорости (качения) точек рабочих поверхностей ведущего и ведомого колес, м/с;

ω1,2 – угловые скорости ведущего и ведомого колес, рад/с;

Fn – сила прижатия колес, Н;

T1 – крутящий момент на ведущем колесе;

b – ширина колес, мм;

о – точка контакта;

О1 и О2 – оси вращения колес.

Параметры передачи:

диаметры колес D1 = 140 мм и D2 = 410 мм;

ширина колес B = 85 мм;

передаваемая мощность на ведущем валу P1 = 6,5 кВт;

частота вращения ведущего вала n1 = 900 об/мин;

коэффициент сцепления Kсц= 1,2;

коэффициент трения скольжения материала без смазки fc = 0,14;

модуль нормальной упругости Е=2,15∙105 МПа (чугун 4НМХ)

рабочие поверхности обработаны круглым шлифованием (Ra=0,63) и приработаны;

величина допустимого износа [h] =2мм.;

время работы t =1000 ч.

Решение:

1) Необходимая сила нажатия для передачи вращающего момента T1  определяется по формуле [1, c.46, ф. (3.7)]:

,  Н

где      Н·м

2) Приведенный радиус кривизны определяется по формуле:

мм

3) Полуширина полоски контакта при действии силы нажатия Fn=8448,98 Н определяется по формуле [1, c.24, ф. (2.33)]:

4) Контактные напряжения определяются по формуле[1, c.24, ф.(2.32)]:

  , МПа

5) Интенсивность изнашивания рабочих поверхностей колёс фрикционной передачи определяется по формуле [1, c.30, ф. (2.48)]:

Для 8-го класса  шероховатости при  круглом  шлифовании  рабочих поверхностей колёс ν=1,8 [1, табл.1 приложения 3]: (для чугуна 4НМХ); k=0,2; αпер=1 (для приработанных поверхностей); tу=4,1; МПа; (чугун 4НМХ) [1, приложение 4]; Кtv=2,5 [1, приложение 5];  fм=0,095 (для чугуна) [1, приложение 7].

6) Передаточное отношение:

7) Определяются окружные скорости (качения) точек рабочих поверхностей ведущего 1 и ведомого 2 колёс:

    ,

где ζ - коэффициент проскальзывания, для фрикционных передач принимается  ζ=0,98.

8) Толщина изношенного слоя  ведущего  h1 и  ведомого  h2  колес определяется по формуле [1, c.47, ф. (3.8)]:

мм

Максимальная величина изношенного слоя hmax=h1=0,4 мм. По нормам [h] =2 мм.

Допустимый ресурс работы ведущего колеса передачи определяем по формуле [1, c.38, ф. (3.5)]:

     ч, что больше заданного (1000 часов).

Вывод: Результаты проведенного расчета показали - заданный ресурс работы фрикционной передачи обеспечивается.

Список использованной литературы

1.      Асеев Н.В., Асеева Е.Н., Крейчи Э.Ф., Матлин М.М. / Под общей редакцией доктора технических наук Матлина М.М. Износостойкость сопрягающихся деталей механического оборудования наземных транспортных систем: Учебное пособие/ВолгГТУ, Волгоград, 2000. - 99 с.

2.      Гаркунов Д. Н. Триботехника (износ и безысносность): Учебник, 4-е изд., перераб. и доп. – М.: «Издательство МСХА», 2001. - 616с.

3.      Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем: учебник для студ.высш.учеб.заведений / В.А.Зорин. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 208 с.

4.      Когаев В. П., Дроздов Ю. Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991, 320 с.

5.      Паршев С. Н., Полозенко Н. Ю. Испытания металлов на изнашивание Волгоград, РПК «Политехник», 2004, 18 с.

6.      Проф. М. Н. Иванов. Детали машин: учебник для студ. вузов - М.: Издательство «Высшая школа», 1984. - 447 с.

16