Назначение и классификация механических передач.

Привод - устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих ма­шин (рис. 2.2). Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосред­ственно без изменений или с помощью дополнительных устройств. Механические устройства, применяемые для передачи энер­гии от источника к потре­бителю с изменением угловой скорости или вида движения, называют меха­ническими передачами (или просто передачами)­.

Рис. 2.2. Примеры привода.

Необходимость установки передачи между двигателем и производственной машиной объясняется следующими причинами:

- источники энергии - двигатели - работают в режиме высоких угловыхскоростей, обеспечивающих им наибольшую мощность, КПД и малые габариты; угловые скорости валов производственных машин обычно отличаются отугловой скорости вала двигателя;

- изменение скорости производственной машины, а, следовательно, изначения вращающего момента выгоднее осуществлять с помощью передачи,а не путем изменения угловой скорости вала двигателя, так как при уменьшении угловой скорости вала двигателя его мощность и КПД понижаются;

- двигатели обычно передают вращательное движение, а рабочие органы машины требуют возвратно-поступательного, качательного, винтового или др. видов движения;

- часто возникает необходимость передачи энергии от одного двигателяк нескольким производственным машинам, их валы вращаются с неодинаковыми угловыми скоростями.

Классификация механических передач:

1. По способу передачи движения механические передачиразличают:

– трением (фрикционные, ременные);

– передачи зацеплением (зубчатые, червячные, винтовые, цепные);

2. По способу соединения звеньев передачи делят на:

– передачи непосредственного контакта (зубчатые, червячные, винтовые, фрикционные);

– передачи гибкой связью (ременные, цепные).

.

 

2.3. Основные параметры механических передач.

В каждой передаче различают два основных вала - ведущий и ведомый(индексы 1, 2).

а) б)

Рис. 2.3. Схемы к определению кинематических параметров передач: а - передачи трением; б - передачи зацеплением.

К основным параметрам передач относят (рис.2.3):

- мощность на входе P ₁ и на выходе P ₂ передачи;

- быстроходность, которая выражается частотой вращения n ₁и n ₂(об / мин), угловой скоростью w₁ и w₂ (с ^-1) или линейной скоростью u (м / с):

; ,

где d - диаметр, мм.

К дополнительным (производственным характеристикам) относят:

- коэффициент полезного действия (КПД):

, h =h₁ ∙ h₂ ∙ … ∙ h _n.

где h - КПД многоступенчатой передачи;

h₁,h₂,h _n - КПД каждой из передач.

- передаточное отношение:

, i = i ₁ ∙ i ₂ ∙ … ∙ i_n.

где i - передаточное отношение многоступенчатой передачи;

i ₁, i ₂, i_n - передаточное отношение каждой из передач.

Для понижающей передачи i > 1(w₁ > w₂), такие закрытые передачи называют редукторами.

Для повышающих передач i < 1 (w₁ < w₂), такие передачи называют мультипликаторами.

Передачи выполняют с постоянным или переменным передаточным отношением. Причём, регулирование передаточного отношения может бытьступенчатым и бессту­пенчатым. Ступенчатые передачи выполняют в коробках скоростей с зубчатыми колё­сами, в ремённых передачах со ступенчатымишкивами. Бесступенчатые - фрикционные передачи, цепные вариаторы. Передачи для бесступенчатого регулирования менее надё­жны, имеют малое распространение.

При расчёте передач часто используют зависимости между различнымипараметрами, Например, - мощность:

,

где P -мощность, кВт;

F _t - тангенциальное (окружное) усилие, Н;

υ - окружная (линейная) скорость, м / с.

- крутящий момент:

, T ₂= T ₁∙ i ₁∙η,

где Т - крутящий момент, Н ∙ м;

Т ₂ - крутящий момент на ведомом валу;

Т ₁ - крутящий момент на ведущем валу;

h - КПД передачи.

 

Контрольные вопросы к Лекция 2. Механические передачи.

1. Перечислите виды кинематических пар в зависимости от вида движения.

2. Какими могут быть механизмы по функциональному назначению?

3. Дайте определение понятию «привод».

4. Чем вызвана необходимость введения передачи как промежуточногозвена между двигателем и рабочим органом машины?

5. Какие функции могут выполнять механические передачи?

6. Что такое передаточное отношение?

7. Как определить передаточное отношение многоступенчатой передачи?

8. Как определить КПД многоступенчатой передачи?

9. Какова зависимость между мощностями на ведущем и ведомом валах передачи?

10. Какова зависимость между вращающими моментами на ведущем и ведомом валах передачи?

.

 

Лекция 3. Фрикционные передачи.

3.1. Общие сведения.

Фрикционная передача - 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.

Простейшая передача включает в себя ведущий и ведомый катки (рис. 3.1, а) и две опоры, одна из которых может смещаться для создания начально­го прижатия катков.

	Достоинства: 1) простота конструкции и обслужива­ния; 2) равномерность и бесшумность враще­ния; 3) возможность бесступенчатого регули­рования передаточного числа на ходу без останова передачи; 4) невозможность аварий при перегруз­ках. Недостатки: 1) большое и неравномерное изнашива­ние рабочих поверхностей катков при буксовании; 2) большие нагрузки на валы и подшип-
а) б)
Рис. 3.1. Схемыфрикционных механиз­мов: а) цилиндрические фрикционные кат­ки; б) конические фрикционные катки.

ники от прижимной силы, что требует увеличения размеров валов и подшипников и, следовательно, делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает передаваемую мощ­ность;

3) непостоянное передаточное число из-за износа проскальзывания катков.

Фрикционные передачи классифицируют по следующим признакам:

1. По расположению осей валов:

- с параллельными осями (рис. 4.1, а);

- с пересекающимися осями (рис. 4.1, б);

- со скрещивающимися осями (рис. 4.3).

2. В зависимости от назначения:

- с нерегулируемым передаточным числом (рис. 3.1);

- с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного числа (рис. 3.3). Такие пе­редачи называют вариаторами.

3.По форме тел качения:

- с цилиндрическими катками;

- с коническими катками; и др.

4. В зависимости от условий работы:

- открытые - работают всухую;

- закрытые - работают в масляной ванне.

В открытых фрикционных передачах коэффициент трения f выше,прижимная сила F_r катков меньше.

Фрикционные передачи с нерегулируемым передаточным числом в ма­шиностроении применяют сравнительно редко, например, во фрикционных прессах, молотах. В качестве силовых передач они громоздки и малонадеж­ны. Эти передачи используют преимуще­ственно в приборах (спидометры, магнитофоны и др.), где требуется плавность и бесшум­ность. Фрикци­онные передачи с бесступенчатым регулированием (вариаторы) широко применяют в различных машинах, например в металлорежущих станках, в текстильных и транспортирующих машинах и т.д. Фрикционные передачи предназначены для мощ­ностей, не превышающих 20 кВт, окружная скорость катков допускается до 25 м / с.

Материалы катков. Материалы фрикционных катков должны иметь вы­сокие коэф­фициент f трения скольжения и модули E упругости, обладать высокой износостойкостью и прочностью рабочих поверхностей.

Максимальную нагрузочную способность имеют катки из закалённой стали ШХ15.Они могут работать в масленой ванне и всухую. При­меняются в силовых передачах и чу­гунные катки и сочетания тексто­литовых и стальных или чугунных катков. Для изготов­ления кат­ков или их облицовки (для повышения коэфф. трения) применяют кожу, рези­ну, прорезиненную ткать, дерево, фибру и др. Катки неметаллические работа­ют всухую.

При использовании разных материалов тел качения ведущий каток име­ет меньшую проч­ность во избежание задиров в случае буксования передачи. Принцип равной работоспособности тел качения при этом не нарушается, т.к. рабочая поверхность ведущего катка – опережающая,она обладает большей нагрузочной способностью по сравнению с ведомым катком.