Какие бывают передачи в механике

Механические передачи

Общие понятия и определения

Передачей, в общем случае, называется устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.

В зависимости от вида передаваемой энергии передачи делятся на механические, электрические, гидравлические, пневматические и т.п.
Курс "Детали машин" изучает механические передачи, предназначенные для передачи механической энергии.

Механической передачей называют устройство (механизм, агрегат) , предназначенное для передачи энергии механического движения, как правило, с преобразованием его кинематических и силовых параметров, а иногда и самого вида движения (вращательного в поступательное или сложное и т. п.) .
Наибольшее распространение в технике получили передачи вращательного движения, которым в курсе деталей машин уделено основное внимание (далее под термином передача подразумевается, если это не оговорено особо, именно передача вращательного движения) .

В общем случае в любой машине можно выделить три составные части: двигатель, передачу и исполнительный элемент.
Механическая энергия, приводящая в движение машину или отдельный ее механизм, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя, которая передается к исполнительному элементу посредством механической передачи или передаточного устройства. Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному элементу машины осуществляют с помощью различных передаточных механизмов (в дальнейшем – передач) : зубчатых, червячных, ременных, цепных, фрикционных и т. п.

Функции механических передач

Передавая механическую энергию от двигателя к исполнительному элементу (элементам) , передачи одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций.

Понижение (или повышение) частоты вращения от вала двигателя к валу исполнительного элемента.
Понижение частоты вращения называют редуцированием , а закрытые передачи, понижающие частоты вращения, — редукторами .
Устройства, повышающие частоты вращения, называют ускорителями или мультипликаторами .
В технике и машиностроении наибольшее применение получили понижающие передачи , поэтому в курсе Детали машин им уделяется преимущественное внимание. Впрочем, принципиальная разница в расчетах редуцирующих передач и ускорителей невелика.

Изменение направления потока мощности.
Примером может служить зубчатая передача (редуктор) заднего моста автомобиля. Ось вращения вала двигателя у большинства автомобилей составляет с осью вращения колес прямой угол. Для изменения направления потока мощности в данном случае применяют коническую зубчатую передачу.

Регулирование частоты вращения ведомого вала.
С изменением частоты вращения изменяется и вращающий момент: меньшей частоте соответствует больший момент. Для регулирования частоты вращения ведомого вала применяют коробки передач и вариаторы.
Коробки передач обеспечивают ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала в зависимости от числа ступеней и включенной ступени.
Вариаторы обеспечивают бесступенчатое в некотором диапазоне изменение частоты вращения ведомого вала.

Преобразование одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, равномерного в прерывистое и т. д.).

Реверсирование движения — изменение направления вращения выходного вала машины в ту или иную сторону в зависимости от функциональной необходимости.

Распределение энергии двигателя между несколькими исполнительными элементами машины.
Так, любой сельскохозяйственный комбайн вмещает несколько механизмов, выполняющих самостоятельные технологические операции по уборке урожая, при этом каждый из этих механизмов приводит в движение собственный исполнительный элемент (ходовую часть, жатку, молотилку, очистку и т. п.) . Поскольку комбайн, как правило, оснащен одной силовой установкой (двигателем) , при помощи передач его энергия распределяется между каждым из обособленных механизмов.

Классификация механических передач

В зависимости от принципа действия механические передачи разделяют на две основные группы:

• передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные) ;
• передачи трением (фрикционные, ременные) .

Каждая из указанных групп передач подразделяется на две подгруппы:

• передачи с непосредственным контактом передающих звеньев;
• передачи с гибкой связью (цепь, ремень) между передающими звеньями.

Кроме этих основных классификационных признаков передачи подразделяют по некоторым другим конструктивным характеристикам: расположению валов, характеру изменения вращающего момента и угловой скорости, по количеству ступеней и т. д.

Классификация механических передач по различным признакам представлена ниже.

1. По способу передачи движения от входного вала к выходному:
1.1. Передачи зацеплением:
1.1.1. с непосредственным контактом тел вращения — зубчатые, червячные, винтовые;
1.1.2. с гибкой связью — цепные, зубчато-ременные.
1.2. Фрикционные передачи:
1.2.1. с непосредственным контактом тел вращения – фрикционные;
1.2.2. с гибкой связью — ременные.

2. По взаимному расположению валов в пространстве :
2.1. с параллельными осями валов — зубчатые с цилиндрическими колесами, фрикционные с цилиндрическими роликами, цепные;
2.2. с пересекающимися осями валов — зубчатые и фрикционные конические, фрикционные лобовые;
2.3. с перекрещивающимися осями — зубчатые — винтовые и гипоидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика.

3. По характеру изменения угловой скорости выходного вала по отношению к входному: редуцирующие (понижающие) и мультиплицирующие (повышающие) .

4. По характеру изменения передаточного отношения (числа) : передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением и передачи с переменным (изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе) передаточным отношением.

5. По подвижности осей и валов : передачи с неподвижными осями валов — рядовые (коробки скоростей, редукторы) , передачи с подвижными осями валов (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами) .

6. По количеству ступеней преобразования движения: одно-, двух-, трех- и многоступенчатые.

7. По конструктивному оформлению : закрытые и открытые (безкорпусные) .

Наибольшее распространение в технике получили следующие виды механических передач:

• Зубчатые (цилиндрические, конические, гипоидные, волновые, планетарные и т. п.) ;
• Ременные (плоскоременные, клиноременные, круглоременные и т. п.) ;
• Червячные;
• Фрикционные (постоянной передачи, реверсы и вариаторы) ;
• Винтовые передачи.

Зубчато-ременные передачи можно выделить в отдельную группу передач с промежуточной гибкой связью, поскольку они способны передавать мощность и посредством трения, и посредством зацепления.

Основные характеристики механических передач

Главными характеристиками передачи, необходимыми для ее расчета и проектирования, являются передаваемые мощности (по величине и направлению) и скорости вращения валов – входных (ведущих) , промежуточных, выходных (ведомых) .
В технических расчетах вместо угловых скоростей обычно используются частоты вращения валов — n_вх и n_вых , измеряемые в оборотах за минуту. Соотношение между угловой скоростью ω (рад/сек) и частотой вращения n (об/мин) :

Еще важный параметр механической передачи – коэффициент полезного действия (КПД) , характеризующий потери мощности при передаче от двигателя к исполнительному элементу.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Механическая передача" в других словарях:

механическая передача — ▲ механизм редуктор. коробка передач. | мультипликатор. демультипликатор. вариатор. муфта. гидромуфта. гидротрансформатор. трансмиссия, передача. сцепление сцепная муфта, механизм транспортных машин для соединения и разъединения валов. кардан.… … Идеографический словарь русского языка

МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА — совокупность механизмов и систем, передающих механическую энергию от двигателя потребителю посредством силового взаимодействия своих элементов. По конструкции элементов М.П. делятся на зубчатые, фрикционные, ременные, червячные и цепные. В… … Морской энциклопедический справочник

механическая передача (электропривода) — Механический преобразователь, предназначенный для передачи механической энергии от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины и согласованию вида и скоростей их движения. [ГОСТ Р 50369 92] Тематики электропривод EN transmission … Справочник технического переводчика

механическая передача (электропривода) — 4 механическая передача (электропривода): Механический преобразователь, предназначенный для передачи механической энергии от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины и согласованию вида и скоростей их движения Источник: ГОСТ Р… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Передача "винт-гайка" — Шариковинтовая передача, с разобранным возвратным каналом Винтовая передача скольжения Винтовая передача механическая передача, преобразующая вращающее движение в осевое. В общем случае она состоит из винта и гайки. Винтовые передачи делятся:… … Википедия

Передача винт-гайка — Шариковинтовая передача, с разобранным возвратным каналом Винтовая передача скольжения Винтовая передача механическая передача, преобразующая вращающее движение в осевое. В общем случае она состоит из винта и гайки. Винтовые передачи делятся:… … Википедия

Передача — В Викисловаре есть статья «передача» Передача: Передача информации: Телепередача: Ка … Википедия

передача значения диафрагмы — Механическая или электрическая передача предварительно выбранного значения относительного отверстия в экспонометрическое устройство фотоаппарата. [ГОСТ 25205 82] Тематики фотоаппараты, объективы, затворы DE Blendenwertübertragung … Справочник технического переводчика

Передача приказаний на корабле — ПЕРЕДАЧА ПРИКАЗАНІЙ НА КОРАБЛѢ, имѣетъ одинаково важн. значеніе въ бою и въ мирн. время, служа для связи лицъ, командующихъ к блемъ, съ разными его пунктами, въ коихъ сосредоточено ближайш. упр ніе оружіемъ и мех змами. Пункты эти суть: орудійныя … Военная энциклопедия

Механическая коробка передач — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

На станках и оборудовании применяют механические, электромеханические, гидравлические, пневматические и электрические приводы, т.е. устройства, состоящие из двигателя и передаточного механизма (передачи).

Все их можно разделить на:

• передачи вращательного движения
• передачи прямолинейного движения
• передачи для осуществления движений звеньев
• по заданным законам изменения скорости или заданной траектории.

Наиболее рапространены передачи механической энергии при вращательном движении.

Передачи можно классифицировать по:

— принципу действия — на передачи зацеплением, передачи трением, с одновременным использованием зацепления и трения (зубчато — ременные). Передачи зацеплением могут осуществляться непосредственным контактов тел качения (фрикционные) и гибкой связью ременные.

— изменению угловой скорости — на передачи, увеличивающие скорость движения звеньев (мультипликаторы) и передачи, уменьшающие скорость движения звеньев (редукторы);

— изменению передаточного отношения — на передачи с постоянным передаточным отношением, передачи со ступенчатым передаточным отношением (коробки скоростей) и передачи с плавным изменением передаточного отношения (вариаторы),

— направлению вращения — на передачи с постоянным направлением вращения и передачи с изменяющимся направлением вращения.

— время действия — на передачи одноразового использования, передачи кратковременного периодического действия и передачи с большими сроками службы.

— числу потоков передаваемой мощности — напередачи одно и многоступенчатые.

— числу ступеней в которых происходит изменение передаточного отношения,
на передачи одно и многоступенчатые.

Передачи для преобразования видов движения можно подразделить на передачи для преобразования:

• вращательного движение в поступательное прямолинейное (винтовые и другие механизмы);
• вращательного движения в качательное (рычажные и другие механизмы);
• вращательного движения одновременно в качательное и возвратно-поступательное (передачи типа качалка-тяга и крипошипно-шатунные механизмы);
• возвратно — поступательного движения во вращательное (шатунно-кривошипные и другие механизмы)

Среди передач, предназначенных для преобразования вращательного движения в поступательное наиболее распространены передачи типа винт-гайка.

Для осуществления движения по заданному закону изменения скорости или по сложной траектории наиболее широко применяют кулачковые, рычажные и клапанные механизмы.

Передачи с зубчатым зацеплением, можно классифицировать по:

1. величине окружной скорости — на тихоходные передачи, если окружная скорость в точке зацепления не превышает 3 м/с, среднескоростные передачи , если окружная скорость не превышает 4-15 м/с, и быстроходные передачи, если окружная скорость больше 15 м/с.

Величину окружной скорости необходимо учитывать при проектировании. Так, для высокоскоростных передач требуется повышенная точность изготовления деталей, применение узких зубчатых колес, учет дополнительных динамических нагрузок, возникающих от удара зубьев и т.п.

2. назначению — на силовые и кинематические зубчатые передачи,

3. взаимному расположению валов — на зубчатые передачи с параллельными, с пересекающимися и перекрещивающимися осями.

4. виду зуба — на передачи с прямыми, косыми, шевронными и винтовыми зубьями.

5. форме кривой, образующей рабочий участок профиля зуба — на передачи с эвольвентным профилем зуба, с профилем зуба, образованным дугами окружностей, с треугольным профилем зуба (часовые, цевочные и т.д.).

6. виду зацепления — на передачи внешнего зацепления, внутреннего зацепления и передачи, состоящие из зубчатого колеса с внешними зубьями и рейки.

7. характеру относительного движения зубчатых колес — на простые и планетарные передачи.

Планетарные, передачи, имеющие зубчатые колеса с перемещающимися геометрическими осями могут иметь одну или две степени свободы. В последнем случае их называют дифференциальными.

Волновые передачи по принципу действия можно разделить на фрикционные, зубчатые и винтовые.

Тенденция к повышению частоты вращения электродвигателей приводит к тому, что что общее передаточное отношение в некоторых механизмах может возрастать. ОДнако передаточные отношения в одноступенчатых передачах не превышают 8. 10. При больших передаточных отношениях между двигателями и передаточными механизмами применяют многоступечатые зубчатые передачи. В соответствии с кинематической и конструктивной схемами различают следующие многоступенчатые передачи:

• многоступенчатые зубчатые передачи соосной системы,
• многоступенчатые зубчатые передачи развернутой схемы,
• редукторы с раздвоеной быстроходной ступенью,
• комбинированные многоступенчатые передачи, включающие различные виды зубчатых передач, в том числе винтовые или червячные передачи.

Основные показатели для выбора механических передач:

1) Передаточное отношение

2) Передаваемый крутящий момент и передаваемая мощность

3) Частота вращения ведущего вала

4) Коэффициент полезного действия КПД

5) Габаритные размеры передачи

8) Долговечность, ресурс работы

10) Режим работы

11) Возможность регулирования

При выборе типа передачи учитывают соответствие их характеристик общим и специальным требованиям.

Оптимальный выбор передачи — задача достаточно сложная, что обусловленно разнообразием передач, их характеристик, необходиомстью оценки как абсолютных, так и удельных технико — экономических параметров передач.
Несущая способность однопоточных передач определяется контактной прочностью зубьев.

Для больших мощностей предпочтителен выбор передач многопоточных с внутренним зацеплением, с высокой контактной и изгибочной прочностью зубьев и работоспособностью узлов трения. Однако широкий диапазон изменения характеристик передач и предъявляемых требований и критериев затрудняют оптимальность выбора передачи и детале, входящих в нее.

Просмотров: 6142 | Дата публикации: Среда, 06 августа 2014 10:00 |