загрузка...
загрузка...
На головну

Тема 3.2. Загальні відомості про механічної передачі.

  1. HTML: Загальні відомості.
  2. I. Загальні положення
  3. I. Загальні положення
  4. I. Загальні положення
  5. I. Загальні положення
  6. I. Загальні положення
  7. I. Загальні положення

3.2.1. Призначення передач.

3.2.2. Класифікація передач.

3.2.3. Силові та кінематичні співвідношення в передачах.

3.2.4. Приклади передач обертального руху *.

3.2.1. механічні передачами називають механізми, службовці для передачі механічної енергії на відстань. При цьому функції передачі енергії, як правило, поєднують з вирішенням наступних основних завдань:

· Узгодження кутових швидкостей виконавчих органів машин і двигунів, яке забезпечується шляхом перетворення кутової швидкості  і крутного моменту при постійній потужності двигуна (Двигуни мають великі швидкості, виконавчі ж органи машини для виконання своїх функцій часто вимагають великих моментів при щодо малих швидкостях);

· Регулювання (підвищення або зниження) і реверсування (зміна напрямку) швидкості виконавчого органу машини при постійній кутовий швидкості двигуна;

· Перетворення обертального руху двигуна в поступальний або інший рух виконавської органу машини;

· Приведення в рух кількох виконавчих органів (з різними швидкостями руху) від даного двигуна.

найбільш поширені механічні передачі обертального руху, які і розглядаються тут. Це пов'язано з такою перевагою обертального руху, як можливість забезпечення його безперервності і рівномірності при малих втратах на тертя. Крім того, обертальний рух дозволяє отримати просту і надійну конструкцію передачі малих габаритів.

3.2.2. За принципом передачі руху від провідної ланки до веденого передачі діляться на дві групи (рис. 3.2.1):

· передачітертям - З безпосереднім контактом твердих тіл (фрикційні) і гнучким зв'язком (ремінні);

·
 
 

 передачі зачепленням- З безпосереднім контактом твердих тіл (зубчасті, гвинтові і черв'ячні) і гнучким зв'язком (ланцюгові, зубчастим ременем).

За характером зміни швидкості передачі діляться на понижуючі (редуктори) і підвищують (мультиплікатори).

По взаємному розташуванню валів в просторі передача руху здійснюється між паралельними, пересічними, перехресними і співісними валами.

За характером руху валів передачі діляться на: 1) прості (вали лише обертаються навколо своїх осей, а осі валів і сидять на них взаємодіючих деталей залишаються в просторі нерухомими); 2) планетарні (осі і сидять на них деталі (сателіти) обертаються навколо деякої нерухомої центральної осі передачі).

За кількістю ступенів передачі бувають одноступінчастими (рис. 3.2.2) і багатоступінчатими (3.2.8)

3.2.3. У кожній передачі розрізняють два основних вала (ланки): провідний 1 (Вхідний) і ведений 2 (Вихідний). У передачах бувають проміжні вали. Передача, що складається тільки з ведучого і веденого ланок, називається одноступінчатої. Параметри одноступінчастої передачі, які стосуються ведучому ланці (вал з насадженими на нього зубчастими колесами, шківами і т. П.), Постачають індексом «1», а до веденого - «2».

Основні характеристики передачі: передавальне число, передана потужність і ККД.

· передавальним відношенням називається відношення кутової швидкості (  ) Провідної ланки до кутової швидкості веденого ланки:

.

Передавальне відношення може бути більше, менше або дорівнює одиниці.

передавальним числом передачі називається відношення більшої кутової швидкості до меншої. Передавальне число не може бути менше одиниці.

В розрахункові формули на міцність деталей машин завжди входять передавальні числа, тобто .

Якщо за допомогою одноступінчастої передачі можна забезпечити необхідну передавальне число, то застосовують ряд послідовно з'єднаних одноступінчатих передач, так звану багатоступеневу передачу.

Передавальне відношення ряду послідовно з'єднаних передач дорівнює добутку їх передавальних відносин. Наприклад, для двоступеневого редуктора

.

Передачі виконують або з постійним, або із змінним передавальним відношенням, причому зміна передавального відношення може бути ступінчастим або безступінчатим. Ступеневу регулювання передавального відношення здійснюється, наприклад, коробками швидкостей металорізальних верстатів, автомобілів, тракторів. Механізм для плавної зміни передавального відношення називається безступінчатим передачею або варіатором.

· Окружна швидкість (  ) Провідного або веденого ланки

,

де  - частота обертів (  ),  - Діаметр катка, шківа, колеса та ін. (  ).

· На рис. 3.2.1 показані дві передачі, в яких до ведучого ланці 1 прикладений крутний момент ( )  , За допомогою гнучкого зв'язку або безпосередньо передає відомому ланці 2 окружну силу . Очевидно, що для будь-якої ланки крутний момент і окружна сила пов'язані залежністю

 або .

Згідно з третім законом Ньютона, окружні сили ведучого і веденого ланок рівні (але протилежно спрямовані), отже, обертаючі моменти на провідному і відомому валах будуть різні і пропорційні діаметрами відповідних ланок.

З теоретичної механіки відомо, що потужність ( ) при обертальному русі

.

· Відношення потужності на відомому валу передачі до потужності на ведучому валу  називається механічним коефіцієнтом корисної дії (ККД) і позначається

.

Механічний ККД характеризує механічні втрати в передачі; для різних передач ККД знаходиться в межах від 0,25 до 0,98

У багатоступеневих передачах (при послідовному з'єднанні ступенів) загальний ККД визначається як добуток ККД кожного ступеня окремо

.

Так як , то , звідки

.

Граничний стан передачі, при якому стає можливою втрата її працездатності, називається здатністю навантаження. Поняття запасу навантажувальної спроможності включає в себе поняття запасу міцності.

 3.2.4. Ремінні передачі. Ремінна передача між двома паралельними валами може бути відкритої або перехресної (Рис. 3.2.2). Так як ремінь надівається на шківи з натягом, то, завдяки тертю між шківами і ременем, при обертанні ведучого шківа ремінь починає рухатися і змушує обертатися ведений шків. У відкритій передачі напрямок обертання шківів, охоплених одним нескінченним ременем, однаково. У перехресної передачі напрямок обертання веденого шківа протилежно напрямку обертання ведучого. Якщо не враховувати ковзання ременя, то окружні швидкості шківів  будуть рівні між собою. Звідси = и

.

Передавальне відношення пасової передачі дорівнює зворотному відношенню радіусів (або діаметрів) шківів.

Практично, внаслідок неминучості пружного ковзання ременя при роботі пасової передачі під навантаженням, окружна швидкість  веденого шківа буде на 1-3% менше окружної швидкості  ведучого, і для збереження необхідної кутової швидкості веденого шківа дещо зменшують його діаметр.

2.Фрікціонние передачі. фрикційними називаються пристрої, передача обертального руху в яких здійснюється притиснутими один до одного колесами. При досить великій силі тертя між колесами провідне колесо, обертаючись, приводить в обертання ведене.

 На рис. 3.2.3, А зображена фрикційна передача між паралельними валами, здійснювана циліндричними колесами, а на ріс.3.2.3, Б - передача між пересічними валами, здійснювана конічними колесами.

Передавальне відношення фрикційної передачі визначається з того умови, що швидкості дотичних точок на поверхнях ковзанок повинні бути рівні між собою (якщо, звичайно, знехтувати проскальзиваніем).

Звідси виходить, що передавальне відношення циліндричної фрикційної передачі дорівнює зворотному відношенню радіусів (або діаметрів) коліс:

.

Напрямку обертання ведучого і веденого коліс, очевидно (рис. 3.2.3, А), протилежні одна одній.

Домовившись для конічної передачі (рис. 3.2.3, Б) дотичні точки брати на колах великих підстав конусів, знайдемо, що передавальне відношення конічної фрикційної передачі також дорівнює зворотному відношенню радіусів (діаметрів) кіл великих підстав конусів.

Для так званої лобової передачі (варіатора) (рис. 3.2.3, В), що дозволяє шляхом поступального переміщення колеса 2 уздовж діаметра колеса 1 отримати змінне передавальне відношення між ведучим і веденим валами, будемо мати

,

де x - змінна відстань середньої площині колеса 2 від осі колеса 1,  - Радіус колеса 2.

3. Зубчасті передачі. Перевагами фрикційних передач є простота конструкції і плавність їх роботи. Істотним недоліком - мінливість передавального відношення, яке викликається проскальзиваніем фрикційних коліс один щодо одного. Прослизання зростає зі збільшенням переданої колесами навантаження. Чим більше зусилля, що передається колесами, тим сильніше, для забезпечення достатнього зчеплення між ними, повинні притискатися колеса один до одного. Останнє ж тягне за собою збільшення тертя в підшипниках і значний вигин валів.

Для усунення цих недоліків на циліндричних поверхнях коліс робляться виступи-зуби і западини (рис. 3.2.4). Якщо один або кілька зубів одного колеса входять у западини іншого, то при обертанні ведучого колеса його зуби натискають на зуби веденого і призводять останнім в обертання. Цим забезпечується сталість передавального відносини такої передачі.

Колеса, забезпечені зубами, називаються зубчастими, а передача обертання про допомогою зубчастих колії називається зубчастої передачею. Зубчасті передачі є одним з найпоширеніших видів передавальних механізмів.

Зубчасті колеса, зображені на рис. 3.2.4, можна подумки замінити двома фрикційними колесами, що котяться один по одному без ковзання і обертовими навколо тих же осей, в тими ж кутовими швидкостями, що і дані зубчасті колеса. Окружності таких уявних фрикційних колії називаютьсяпочатковими коламиданих зубчастих коліс.

отже, передавальне відношення двох знаходяться в зачепленні зубчастих коліс дорівнює зворотному відношенню діаметрів їх початкових кіл:

Передавальному відношенню зубчастої передачі можна дати і інше, більш зручне для практики вираз.

Відстань між двома подібними (Рис. 3.2.4.) точками двох сусідніх зубів, виміряний по дузі початковій окружності, називається кроком зачеплення.

Ставлення кроку до числа  називається модулемзачеплення:

.

де р - крок і - Модуль зачеплення.

Крок і модуль зачеплення завжди вимірюються в мм. Модулі зубчастих коліс стандартизовані.

Для правильності зачеплення двох спільно працюють коліс необхідно, щоб їхні кроки (а отже, і модулі) були однакові. Звідси отримуємо такі вирази для довжин початкових кіл двох знаходяться в зачепленні зубчастих коліс:

и ,

де и  - Числа зубів відповідних коліс.

Отже, діаметри початкових кіл цих коліс

и .

Діаметр початкового кола зубчастого колеса дорівнює добутку його модуля на число зубів колеса. Тоді передавальне відношення двох знаходяться в зачепленні зубчастих коліс дорівнює зворотному відношенню їх чисел зубів.

Циліндричні зубчасті колеса з зовнішнім (Рис. 3.2.5, А) і внутрішнім (Рис. 3.2.5, Б) зачепленням служать для передачі обертання між паралельними валами. Для передачі обертання між пересічними валами служать конічні зубчасті колеса (рис. 3.2.6).

Передавальне відношення двох знаходяться в зачепленні конічних коліс визначається, за абсолютним значенням, так само, як і для циліндричних коліс.

Іноді для перетворення обертального руху в поступальний застосовується зубчасте зачеплення, зване рейковим. Швидкість поступального руху рейки, очевидно, дорівнює швидкості точки, що лежить на початковій окружності зубчастого колеса:  , де  - Кутова швидкість колеса і - діаметр його початкової окружності, який може бути обчислений за формулою (1.9.15.).

4. Багатоступеневі передачі. багатоступінчастої передачею називається механізм, що складається з ряду з'єднаних між собою простих передач. На рис. 3.2.8 зображена як приклад схема багатоступеневої передачі від вала 1 до валу 5, що складається з пасової передачі, двох пар циліндричних зубчастих коліс і однієї пари конічних зубчастих коліс.

Шківи та колеса жорстко закріплені на відповідних валах (це позначено на схемі хрестиками). діаметри шківів и  . Числа зубів коліс позначені літерою z з відповідними індексами.

Передавальне відношення даної передачі  . Передавальні відносини простих передач, що входять до складу даної багатоступінчастої передачі, , , , .

Передавальне відношення багатоступінчастої передачі дорівнює добутку передавальних відносин всіх вхідних в її склад простих передач; .

Передавальне відношення багатоступінчастої передачі можна обчислити, знаючи, як визначаються передавальні відносини простих передач, що входять в її склад.

 Окремим випадком багатоступінчастої зубчастої передачі є так зване рядове з'єднання зубчастих коліс (Рис. 3.2.9).

При такому з'єднанні на кожній осі знаходиться лише одне зубчасте колесо. Передавальне відношення для рядовий циліндричної зубчастої передачі (рис. 3.2.9) дорівнюватиме

.

З обчислень передавальних відносин пересічних передач слід, що наявність проміжних коліс в рядовий передачі не впливає на абсолютне числове значення передавального відношення. Тому проміжні колеса рядових передач часто називають паразитними колесами.

При будь-якому числі паразитних коліс і будь-яких їх розмірах передавальне відношення рядовий зубчастої передачі одно за абсолютним значенням відношенню числа зубів веденого колеса до числа зубів ведучого колеса.

Не впливаючи на абсолютне значення передавального відношення, наявність паразитних коліс позначається на напрямку обертання веденого вала. Властивостями паразитних коліс визначається і їх застосування. Вони вводяться в передавальний механізм в двох випадках.

1. При значній відстані між осями ведучого і веденого валів. Безпосередня передача обертання від ведучого вала до веденого валу за допомогою однієї лише пари зубчастих коліс зажадала б в цьому випадку виготовлення коліс занадто великого діаметра.

2. Там, де необхідно змінювати напрямок обертання веденого вала, не змінюючи напрямку обертання ведучого. При введенні тільки одного проміжного (паразитного) колеса ведений вал обертатиметься в ту ж сторону, що і ведучий. При введенні двох проміжних коліс ведений вал буде вже обертатися в сторону, протилежну обертанню ведучого.

 



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

Тема 3.3. Фрикційна передача. | Завдання. | Тема 3.4. пасової передачі | Тема 3.5. зубчасті передачі | Сили, що діють в зачепленні. | Тема 3.6. черв'ячні передачі | Тема 3.8. ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА | Тема 3.9. Ланцюгові передачі. | Тема 3.10. Загальні відомості про деякі механізми. | Тема 3.11. Вали і осі. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати