Механические передачи в механике

Механическая передача – устройство для передачи механического движения от двигателя к исполнительным органам машины. Может осуществляться с изменением значения и направления скорости движения, с преобразованием вида движения. Такие устройства применяют, т.к. нецелесообразно, а иногда и невозможно непосредственно соединить рабочий орган машины с валом двигателя.

Механические передачи вращательного движения делятся:

— по способу передачи движения от ведущего звена к ведомому на передачи трением (фрикционные, ременные) и зацеплением (цепные, зубчатые, червячные);

— по соотношению скоростей ведущего и ведомого звеньев на замедляющие (редукторы) и ускоряющие (мультипликаторы);

— по взаимному расположению осей ведущего и ведомого валов на передачи с параллельными, пресекающимися и перекрещивающимися осями валов.

Замедляющие передачи получили большее распространение по сравнению с ускоряющими. Потому что скорости вращения валов двигателей различного вида, как правило, значительно выше скоростей валов рабочих машин. Более быстроходные двигатели имеют меньшие размеры по сравнению с тихоходными двигателями той же мощности. Из всех типов передач наиболее распространенными являются зубчатые.

В каждой передаче различают два основных вала: входной и выходной, или ведущий и ведомый. Между этими валами в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные валы.

Основные характеристики передач:

— мощностьР₁ на входе и Р₂ на выходе, Вт; мощность может быть выражена через окружную силу F_t (Н) и окружную скорость V (м/с) колеса, шкива, барабана и т.п.:Р = F_tV; быстроходность, выражающаяся частотой вращения n₁ на входе и n₂ на выходе, мин –1 , или угловыми скоростями ω₁ и ω₂ , с -1 ;

— передаточное отношение – отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена:u = ω₁/ω₂ = n₁/n₂.

Связь между вращающими моментами на ведущем Т₁ и ведомом Т₂ валах выражается через передаточное отношение u и КПД η:

23.Типы механических передач:

· зубчатые передачи (цилиндрические, конические),

· винтовые (винтовые, червячные, гипоидные),

· с гибкими элементами (ременные, цепные),

· фрикционные (за счет трения, применяются при плохих условиях работы).

По способу передачи движения:

· движение с вала на вал передается за счет сил трения (фрикционные, ременные, червячные),

· движение передается зацеплением (зубчатые, цепные, винтовые, с зубчатыми ремнями, червячные).

Зубчатые передачи.

Преимущества:

2. Возможность передавать большие мощности (до 1000 квт).

3. Наибольшие скорости вращения (до 30 м/с).

4. Постоянство передаточного отношения.

5. Наибольший ККД (0,98..0,99 в одной ступени).

Недостатки: 1)сложность передачи движения на значительные расстояния; 2)жесткость передачи; 3)шум во время работы; 4)необходимость в смазке.

Классификация.
По расположению валов:

· с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениям),

· с пересекающимися осями (конические),

· с перекрестными осями (винту, гипоидные, червячные, колесо-рельс).

Цилиндрические передачи

Цилиндрические зубчатые колеса бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колеса. Косозубые цилиндрические передачи нарезаются тем же режущим инструментом, на тех же станках, по такой же технологии, что и прямозубые. При этом заготовку поворачивают на угол, поэтому зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а под углом к ней. С увеличением угла β повышается прочность косозубых передач. Вследствие наклона зубьев, получается как-бы колесо больших размеров, или при той же нагрузке уменьшаются габариты передачи. Поэтому в современных передачах косозубые колеса получили преобладающее распространение. В отличие от прямых, в которых нагрузка на зубья прикладывается мгновенно, косые зубья входят у зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. Косозубое колесо не имеет зоны однопарного зацепления. Это определяет плавность работы косозубого зацепления, снижение шума и дополнительных динамических нагрузок по сравнению с прямозубым зацеплением.

Конические передачи

Конические зубчатые передачи применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 90 0 . Они более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические, вследствие следующих причин:

1. Для нарезания конических колес требуются специальные станки.

2. Необходимо выдерживать допуски на углы при вершинах конусов.

3. При монтаже нужно обеспечивать совпадение вершин конусов.

4. Сложнее выполнять колеса той же точности, что и цилиндрические.

5. Пересечение валов усложняет расположение опор вследствие того, что одно из конических колес располагается, как правило, консольно.

6. В коническом зацеплении действуют осевые силы, усложняющие конструкцию опор.

Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической. Конические передачи получили широкое распространение вследствие того, что из условия компоновки необходимо располагать валы под углом.

Червячные передачи

Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары или по принципу наклоненной плоскости.

Преимущества:

· большие передаточные отношения;

· плавность и бесшумность работы;

· высокая кинематическая точность;

Недостатки:

· использование дорогих материалов;

· требования к высокой точности сборки.

В червячной передаче, в отличие от зубчатой, окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают. Они направлены под углом 900 и отличаются по значению. При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной снижения ККД, повышенного износа и заедания.

Дата добавления: 2016-04-03 ; просмотров: 2001 | Нарушение авторских прав

Механической передачей называют устройство для передачи механического движения от двигателя к исполнительным органам машины. Может осуществляться с изменением значения и направления скорости движения, с преобразованием вида движения. Необходимость применения таких устройств обусловлена нецелесообразностью, а иногда и невозможностью непосредственного соединения рабочего органа машины с валом двигателя. Механизмы вращательного движения позволяют осуществить непрерывное и равномерное движение с наименьшими потерями энергии на преодоление трения и наименьшими инерционными нагрузками.

Механические передачи вращательного движения делятся:

— по способу передачи движения от ведущего звена к ведомому на передачи трением (фрикционные, ременные) и зацеплением (цепные, зубчатые, червячные);

— по соотношению скоростей ведущего и ведомого звеньев на замедляющие (редукторы) и ускоряющие (мультипликаторы);

— по взаимному расположению осей ведущего и ведомого валов на передачи с параллельными, пресекающимися и перекрещивающимися осями валов.

Зубчатой передачей называется трехзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, или колесо и рейка с зубьями, образующими с неподвижным звеном (корпусом) вращательную или поступательную пару.

Зубчатая передача состоит из двух колес, посредством которых они сцепляются между собой. Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называют шестерней, с большим числом зубьев – колесом.

Планетарными называются передачи, содержащие зубчатые колеса с перемещающимися осями . Передача состоит из центрального колеса с наружными зубьями, центрального колеса с внутренними зубьями, водила и сателлитов . Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса, т.е. совершают движение, подобное движению планет.

Червячная передача применяется для передачи вращения от одного вала к другому, когда оси валов перекрещиваются. Угол перекрещивания в большинстве случаев равен 90º. Наиболее распространенная червячная передача состоит из так называемого архимедова червяка, т.е. винта, имеющего трапецеидальную резьбу с углом профиля в осевом сечении, равным двойному углу зацепления (2α = 40), и червячного колеса.

Волновые механические передачи

Волновая передача основана на принципе преобразования параметров движения за счет волнового деформирования гибкого звена механизма.

Волновые зубчатые передачи являются разновидностью планетарных передач, у которых одно из колес гибкое.

Передачи, работа которых основана на использовании сил трения, возникающих между рабочими поверхностями двух прижатых друг к другу тел вращения, называют фрикционными передачами.

Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и охватывающего их ремня. Ремень надет на шкивы с определенным натяжением, обеспечивающим трение между ремнем и шкивами, достаточное для передачи мощности от ведущего шкива к ведомому.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную, клиноременную и круглоременную

Цепная передача состоит из двух колес с зубьями (звездочек) и охватывающей их цепи. Наиболее распространены передачи с втулочно-роликовой цепью и зубчатой цепью Цепные передачи применяются для передачи средних мощностей (не более 150 кВт) между параллельными валами в случаях, когда межосевые расстояния велики для зубчатых передач.

Передача винт-гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное. Широкое применение таких передач определяется тем, что при простой и компактной конструкции удается осуществить медленные и точные перемещения.

В авиастроении передача винт-гайка используется в механизмах управления самолетом: для перемещения взлетно-посадочных закрылков, для управления триммерами, поворотными стабилизаторами и др.

К преимуществам передачи относятся простота и компактность конструкции, большой выигрыш в силе, точность перемещений.

Недостатком передачи является большая потеря на трение и связанный с этим малый КПД.

Кулачковые механизмы (рис. 2.26) по широте применения уступают только зубчатым передачам. Их используют в станках и прессах, двигателях внутреннего сгорания, машинах текстильной, пищевой и полиграфической промышленности. В этих машинах они выполняют функции подвода и отвода инструмента, подачи и зажима материала в станках, выталкивания, поворота, перемещения изделий и др.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема: «Механические передачи»

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов и законов движения. При проектировании к механическим передачам предъявляются следующие требования: 1) высокие нагрузочные способности при ограниченных габаритных размерах, весе, стоимости; 2) постоянство передаточного отношения или закона его изменения; 3) обеспечение определенного взаимного расположения осей ведущего и ведомого валов, в частности, межосевого расстояния 4) малые потери при передаче мощности (высокий КПД) и, как следствие, ограниченный нагрев и износ; 5) плавная и бесшумная работа; 6) прочность, долговечность, надёжность.

Классификация механических передач По принципу передачи движения: — передачи трением (фрикционная — рис.1, а и ременная — рис.2, а); зацеплением (зубчатые — рис.1, б, червячные — рис.1, в; цеп­ные — рис.2, б; передачи винт-гайка — рис.1, г, д); По способу соединения деталей: — передачи с непосредственным контактом тел вращения (фрикционные, зубчатые, червячные, передачи винт-гайка — см. рис.1); — передачи с гибкой связью (ременная, цепная — см. рис.2). Рис. 2 Рис. 1 б)

Основные кинематические и силовые отношения в передачах мощность на ведущем Р1 и ведомом Р2 валах (в кВт); угловая скорость ведущего и ведомого валов (в рад/с). В механических передачах ведомыми звеньями называют детали пере­дач (катки, шкивы, зубчатые колеса и т. п.), получающие движение от веду­щих звеньев. В машиностроении принято обозначать угловые и окружные скорости, частоту вращения, диаметры вращающихся деталей ведущих валов индексами нечетных цифр, ведомых — четными. Все механические передачи характеризуются передаточным числом или отношением.

Кинематические схемы механических передач а — цилиндрические зубчатые передачи с внешним зацеплением; б — цилиндрические передачи с внутренним зацеплением; в — передача шестерня—рейка; г — конические зубчатые передачи с пересекающимися осями валов; д — гипоидная передача; е — передачи зубчатые цилиндрические со скрещивающимися валами

Кинематические схемы механических передач а — червячная передача; б — цепная передача; в — передача винт-гайка; г — ременная передача

Схема привода ленточного конвейера: 1-электродвигатель; 2-ременная передача; 3-редуктор цилиндрический одноступенчатый; 4-цепная передача; 5-лента конвейера; 6- барабан конвейера

Фрикционная передача — механическая передача, служащая для передачи вращательного движения между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и при­жимаемыми один к другому.

Зубча́тая переда́ча — это механизм или часть механизма механической передачи, состоящая из двух зубчатых колес или из зубчатого колеса и рейки

Классификация зубчатых передач По взаимному расположению осей колес: с параллельными осями; с пересекающимися осями; со скрещивающимися осями. В зависимости от относительного вращения колес и расположения зубьев: с внешним зацеплением (вращение колес происходит в противоположных направлениях); с внутренним зацеплением вращение колес происходит в одном направлении; реечная передача (служит для преобразования вращательного движения в поступательное). По расположению зубьев относительно образующих колес: прямо­зубые, косозубые, шевронные с криволинейным зубом По конструктивному оформлению: закрытые передачи, размещенные в специальном непроницаемом корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны; открытые, работающие без смазки или периодически смазываемые консистентными смазками. По величине окружной скорости: тихоходные передачи (v равной до 3 м/с); среднескоростные (v равной от 3. 15 м/с); быстроходные (v более 15 м/с). По числу ступеней — одно- и многоступенчатые.