Основные кинематические и силовые соотноше-ния в передачах

 

Звено передачи, получающее движения от двигателя, называется веду-щим, звено, которому передается движение, называется ведомым; кроме то-го, в передачах бывают промежуточные звенья.

 

Передача, состоящая только из ведущего и ведомого звеньев, называет-сяодноступенчатой. Параметры одноступенчатой передачи, относящиеся к ведущему звену, снабжают индексом «1», а к ведомому – «2».

Существуют следующие основные параметры передач: мощность Р₁ на ведущем и Р₂ на ведомом валах, кВт; угловая скорость ω ₁ ведущего и ω₂ве-домого валов, с^-1, или частота вращения n₁ ведущего и n ₂ ведомого валов (мин^-1); крутящий момент Т₁ ведущего и Т₂ ведомого валов.

 

Кроме основных, различают производные характеристики: коэффици-ент полезного действия (КПД) передачи:

 

_{η =} ^P 2 _;P₁

 

окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с:

 

v =^ω₂^d=^π₆₀^nd,

 

где d – диаметр колеса, шкива и т. д., м. При отсутствии скольжения окруж-ные скорости обоих звеньев равны, т.е. v₁ = v₂; окружная сила передачи, Н:

 

F_t= ^P _v=²_d^T,

 

где Р – мощность, Вт; v – окружная скорость, м/с; Т – крутящий момент, Н·м.

 

T =_ω^P=^F₂t^d.

 

Зависимость между крутящими моментами на валах имеет вид Т₂ = = Т₁ηu, где η – КПД, u – передаточное число.

Передаточным отношением i называется отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена. Передаточное отношение может быть больше, меньше или равно единице.

Передаточным числом u передачи называется отношение большей уг-ловой скорости к меньшей. Передаточное число не может быть меньше еди-ницы.

По определению, передаточное число, которое и будет использоваться в формулах, имеет вид

u₁₂= ^ω 1 =ⁿ1.

ω₂   n₂

Для зубчатой передачи, понижающей угловую скорость, передаточное число находится следующим образом:

u = ^z2,

₁₂  z₁

 

где z₁ – число зубьев шестерни (зубчатого колеса с меньшим числом зубьев); z₂ – число зубьев колеса (зубчатого колеса с большим числом зубьев).

 

Передачи, у которых угловая скорость ведомого звена меньше угловой скорости ведущего, называются понижающими; в противном случае переда-чи называются повышающими, или мультипликаторами или ускорителями. Примерами таких передач являются приводы центрифуг, сепараторов и т. д.

 

Закрытая передача, собранная в отдельном корпусе и предназна-ченная для понижения угловых скоростей и повышения вращающих мо-ментов, называется редуктором.

 

В зависимости от устройства передачи передаточное число может быть постоянным или переменным – регулируемым в определенных пределах по ступенчатому (коробки скоростей с зубчатыми колесами) или плавному бес-ступенчатому (вариаторы) закону. Передачи ступенчатого регулирования с зубчатыми колесами обладают высокой работоспособностью и поэтому ши-роко применяются в транспортном машиностроении, станкостроении. Пере-дачи бесступенчатого регулирования обладают меньшей нагрузочной спо-собностью и имеют ограниченное применение.

Если одной передачей нельзя обеспечить требуемое передаточное чис-ло, то применяют ряд последовательно соединенных одноступенчатых пере-дач, так называемую многоступенчатую передачу.

Ее общее передаточное число

u_общ = u₁·u₂,

где u₁ и u₂ – передаточные числа каждой ступени.

Общий КПД многоступенчатой передачи

η_общ = η₁·η₂·...·η_n,

 

где η₁, η₂,..., η_n – КПД каждой кинематической пары (ременной, зубчатой, червячной), а также других звеньев привода, где имеются потери мощности (подшипники, муфты).

 

ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

 

Зубчатая передача относится к передачам зацеплением с непосред-ственным контактом пары зубчатых колес и предназначена в основном для передачи вращательного движения. Меньшее зубчатое колесо принято назы-вать шестерней, большее – колесом. Термин «зубчатое колесо» относится как

 

к шестерне, так и к колесу. Зубчатые передачи – самый распространенный вид механических передач, так как могут надежно передавать мощности от долей ватт до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 150 м/с.

 

Достоинства:

высокая нагрузочная способность; малые габариты (рис. 4.1);

большая надежность и долговечность (до 40 000 ч);

 

постоянство передаточного числа;

высокий КПД (до 0.97-0.98 в одной ступени);

сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;

простота обслуживания.

 3000

 

		0
		3
		0
	цепная	1
∅700

 

	0
	5
	0
2
∅			0
		7
	6
	∅

 

 

плоскоременная

 

клиноременная

зубчатая

 

Рис. 2.1. Габариты передач

 

Недостатки:

 

высокие требования к точности изготовления и монтажа;

шум при больших скоростях;

высокая жесткость, не позволяющая гасить динамические нагрузки.