Скольжение. Скольжение является причиной износа, уменьшения КПД и непостоянства передаточного отношения во фрикционных передачах. Различают три вида скольжения: буксование, упругое скольжение, геометрическое скольжение.
Буксованиенаступает при перегрузках, когда не соблюдается условие <
. При буксовании ведомый каток останавливается, а ведущий скользит по нему, вызывая местный износ или задир поверхности. Нарушение геометрической формы и качества поверхности катков выводит передачу из строя. Поэтому при проектировании следует принимать достаточный запас сцепления
и недопускать использования фрикционной передачи в качестве предохранительного устройства от перегрузки. Применение самозатягивающихся нажимных устройств, как правило, устраняет буксование.
Упругое скольжениесвязано с упругими деформациями в зоне контакта. Элементарно это можно объяснить на примере цилиндрической передачи Если бы катки были абсолютно жесткими, то первоначальный контакт по линии оставался бы таким и под нагрузкой. При этом окружные скорости по всей линии контакта равны и скольжения не происходит. При упругих телах первоначальный контакт по линии переходит под нагрузкой в контакт по некоторой площадке. Равенство окружных скоростей соблюдается только в точках, расположенных на одной из линий этой площадки. Во всех других точках образуется скольжение.
Геометрическое скольжениесвязано с неравенством скоростей на площадке контакта у ведущего и ведомого катков. Оно является решающим для фрикционных передач. Поиски новых форм тел качения часто связаны со стремлением уменьшить геометрическое скольжение.
Непостоянство передаточного отношения. Как указано выше, передаточное отношение , где
связано со значением
- смещением полюса скольжения.
Можно отметить следующее:
1. При постоянной силе прижатия значение
изменяется пропорционально нагрузке
. При этом передаточное отношение не постоянно. Оно изменяется в некоторых пределах в зависимости от нагрузки.
2. Если нажимной механизм обеспечивает изменение силы прижатия пропорционально
, т е.
=const, то
и
постоянны. В этом большое преимущество саморегулируемых шариковых и винтовых нажимных устройств.
3. Значение , а следовательно, и изменение
от нагрузки пропорциональны длине линии контакта или ширине ролика
. Для уменьшения скольжения и колебаний передаточного отношения применяют узкие ролики или переходят от линейного контакта к точечному (
= 0и
= 0). Положение полюса качения связано также с распределением давления по длине линии контакта. При неравномерном распределении полюс смещается в сторону больших давлений. Давление может быть неравномерным вследствие деформаций валов или погрешностей изготовления. С этим связаны высокие требования к точности изготовления и жесткости вариаторов.
Коэффициент полезного действия. КПД вариаторов зависит в основном от потерь на скольжение и потерь в опорах валов. Потери на трение скольжения пропорциональны скорости скольжения . Потери на трение в опорах зависят от нагрузки на валы, которая определяется в основном силой прижатия
(не для всех конструкций). При постоянной
потери в опорах постоянны и, следовательно, КПД падает при работе вариатора с неполной нагрузкой. Поэтому также целесообразно применять нажимные механизмы с постоянным отношением
. Ввиду сложности расчетов величину КПД чаще всего оценивают экспериментально и указывают в справочниках.