Клиновые и винтовые механизмы.

Эти механизмы трехзвенные. Они состоят из стойки и двух подвижных звеньев, образующих три кинематические пары.

1) Трехзвенный клиновый механизм простейшего вида, показанный на рис.1.50, состоит из клиньев 1 и 2 и стойки 3. Он служит для преобразования одного прямолинейного движения в другое. Например, в механизме клинчато­го пресса, клин 1, движущийся под действием силы F ₁, перемещает вверх клин 2, преодолевая усилие F₂. Эти механизмы применяются для различного вида прессов, поглощающих аппаратов железнодорожных автосцепок, зажимов, механизмов подачи деталей и т.д.

Рис.1.50. Простой клиновый механизм

 

2) Трехзвенный винтовой механизм (рис.1.51) состоит из винта 1, гайки 2 и стойки 3. Он предназначен для преобразования вращательного движения винта в поступательное движение гайки по направляющим стойки. Винтовой механизм, иначе называемый передачей винт - гайка, применяют для осуществления перемещений, связанных с теми или иными технологическими процессами (винты прессов, ходовые винты станков, домкраты, струбцины, съемники и т. д.).

Рис.1.51. Трехзвенный винтовой механизм

Механизмы с гидравлическими и пневматическими устройствами.

Простейшиймеханизм с гидравлическим устройством является гидравлический пресс (рис.1.52). Его можно рассматривать как четырехзвенный механизм, в котором ведущим звеном может быть один из поршней, например 1, ведомым — поршень 2. Жидкость 3 является звеном, передающим движение от ведущего к ведомому поршню с выигрышем в силе. Здесь емкость 4 – стойка.

Рис.1.52. Гидравлический пресс

 

Аналогичное устройство имеют многие механизмы, в которых использу­ется сжатый воздух, например, различные станочные приспособления, инструменты.

 

Основные кинематические и силовые отношения в передачах.

Основные характеристики передач. К ним относятся мощность на ведущем Р₁ и ведомом Р₂ валах в кВт и угловая скорость ведущего и ведомого валов в рад/с. Эти две характеристики минимально необходимы и достаточны для проведения проектного расчета любой передачи.

Ведущее звено – звено, которое приносит энергию в передачу (ведущий вал, ведущее колесо).

Ведомое звено – вал или колесо, воспринимающее усилие от ведущего звена (катки, шкивы, зубчатые колеса и т. п.),

Ступень передачи – два колеса сопряжено работающих между собой с непосредственным сопряжением или с промежуточным звеном.

В машиностроении принято обозначать угловые и окружные скорости, частоту вращения, диаметры вращающихся деталей ведущих валов индексами нечетных цифр, ведомых — четными. Например, для колес трехступенчатой передачи (рис.1.53) обо­значения частот вращения следующие: п₁ — веду­щего вала I; п₃ — ведущей шестерни вала II; п₅ — ведущей шестерни вала III; п₂ — промежуточного ведомого вала II; п₄ — ведомого колеса вала III; п₆ — ведомого колеса вала IV.

 

Рис. 1.53. Трехступенчатая передача

 

Рис. 1.54. Кинематика ци­линдрической передачи

 

Все механические передачи характеризуются передаточным числом или отношением. Рассмотрим работу двух элементов передачи (рис.1.54), один из которых будет ведущим, а второй — ведомым.

Введем следующие обозначения: и п₁ — угло­вая скорость и частота вращения ведущего вала, выраженные соответственно рад/с и об/мин; и п₂ — угловая скорость и частота вращения ведомого вала; D₁ и D₂ - диаметры вращающихся деталей (шкивов, катков и т. п.); и — окружные скоро­сти, м/с.

Отношение диаметров ведомого элемента пере­дачи к ведущему называют передаточным числом

u = D₂/D₁. (1)

Если известны параметры передачи — диаметры D₁ и D₂ или числа зубьев z₁ и z₂, передаточное число и определяем следующим образом.

Для зубчатых передач передаточное число и — отношение числа зубьев ведомого колеса к числу зубьев ведущего колеса, т.е. и = z₂/z₁, где z₂ и z₁ — числа зубьев соответственно ведомого и ведущего колеса.

Итак, передаточное число

(2)

(обратите внимание на индексы у букв , п, D и z); относится к фрикционной передаче без учета скольжения.

Отношение угловых скоростей ведущего и ведомого звеньев называют также передаточным отношением и обозначают і.

В передаче, понижающей частоту вращения n (угловую скорость ), u >1; при и <1 частота вращения (угловая скорость) повышается. Понижение частоты вращения называют редуцированием, а закрытые передачи, понижающие частоты вращения,– редукторами. Устройства, повышающие частоты вращения, называют ускорителями или мультипликаторами. Передачи выполняют с постоянным, переменным или регулируемым передаточным отношением. Изменение передаточного отношения может быть ступенчатым (коробка передач) и бесступенчатым (вариаторы).

В приводах с большим передаточным числом (до и= 1000 и выше), со­ставленных из нескольких последовательно соединенных передач (много­ступенчатые передачи), передаточное число равно произведению переда­точных чисел каждой ступени передачи, т. е.

. (3)

Передаточное число привода реализуют применением в силовой цепи многоступенчатых однотипных передач, а также передач разных видов (рис.1.55). Нагруженность деталей зависит от места установки передачи в силовой цепи и распределения общего передаточного числа между отдельными передачами. По мере удаления по силовому потоку от двигателя в понижающих передачах нагруженность деталей растет. Следовательно, в области малых частот вращения n (и соответственно больших вращающих моментов Т) целесообразно применять передачи с высокой нагрузочной способностью (например, зубчатые, цепные).

Рис. 1.55. Схема привода ленточного конвейера: 1-электродвигатель; 2-ременная передача;