какие функции в машинах могут выполнять передачи

Детали машин

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.

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

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.).

Классификация механических передач

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

Каждая из указанных групп передач подразделяется на две подгруппы:

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.

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.

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

Наибольшее распространение в технике получили следующие виды механических передач:

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

Источник

Виды механизмов передачи движения

Передачей называют техническое приспособление для передачи того или иного вида движения от одной части механизма к другой. Передача происходит от источника энергии к месту ее потребления или преобразования. Первые передаточные механизмы были разработаны в античном мире и использовались в системах орошения Древнего Египта, Междуречья и Китая. Средневековые механики значительно усовершенствовали устройства, передающие движение, и разработали множество новых видов, используя и в прялках и гончарном деле. Подлинный же расцвет начался в Новое время, с внедрением технологий производства и точной обработки стальных сплавов.

Виды передачи движения

В различных станках, бытовых приборах, транспортных средствах и других механизмах используют разнообразные виды передач.

Обычно различают следующие виды передачи:

Самым широко применяемым типом механических передач являются вращательные.

Особенности зубчатого механизма

Такие механизмы предназначены для того, чтобы передавать вращение от одного зубчатого колеса к другому, используя зацепление зубцов. У них относительно малые потери на трение по сравнению с фрикционами, поскольку плотный прижим колесной пары друг к другу не нужен.

Пара шестерен преобразует скорость вращения вала обратно пропорционально соотношению числа зубцов. Это соотношение называют передаточным числом. Так, колесо с пятью зубьями будет вращаться в 4 раза быстрее, чем состоящее с ним в зацеплении 20-зубое колесо. Крутящий момент в такой паре уменьшится также в 4 раза. Это свойство используют для создания редукторов, понижающих скорость вращения с возрастанием крутящего момента (или наоборот).

Если необходимо получить большое передаточное число, то одной пары шестерен может быть недостаточно: редуктор получится очень больших размеров. Тогда применяют несколько последовательных пар шестерен, каждую с относительно небольшим передаточным числом. Характерным примером такого вида является автомобильная коробка передач или механические часы.

Зубчатый механизм способен также изменять направление вращения приводного вала. Если оси лежат в одной плоскости — применяют конические шестерни, если в разных- то передачу червячного или планетарного вида.

Планетарный зубчатый механизм

Для реализации движение с определенным периодом на одной из шестерен оставляют один (или несколько) зубец. Тогда вторичный вал будет перемещаться на заданный угол только каждый полный оборот ведущего вала.

Если развернуть одну из шестерен на плоскость – получится зубчатая рейка. Такая пара может преобразовывать вращательное движение в прямолинейное.

Параметры зубчатой передачи

Для того чтобы шестерни входили в зацепление и эффективно передавали движение, необходимо, чтобы зубья точно совпадали между собой по профилю. Регламентированы основные параметры, используемые при расчете:

Параметры зубчатого движения

Важными параметрами также являются высота головки и основания зуба, диаметр окружности выступов, угол контура и другие.

Преимущества

Передачи зубчатого вида обладают рядом очевидных достоинств. Это:

Классификация зубчатых передач

Недостатки

Зубчатым механизмам свойственны и определенные минусы:

При выборе вида передачи конструктор сопоставляет преимущества и недостатки для каждого конкретного случая.

Механические передачи

Механические передачи служит для того, чтобы передать вращение от ведущего вала к ведомому, от места генерации механической энергии (обычно — двигатель того или иного типа) к месту ее потребления или преобразования.

Как правило, двигатели вращают свой вал с ограниченным пределом изменения числа оборотов и крутящего момента. Потребителям же требуются более широкие диапазоны.

По методу передачи механической энергии среди передач различают следующие виды:

Виды механических передач

Зубчатые передающие механизмы, в свою очередь, подразделяются на такие виды, как:

По соотношению скорости вращения ведущего и ведомого валов различают редукторы (снижающие обороты) и мультипликаторы (увеличивающие обороты). Современная механическая коробка передач для автомобиля объединяет в себе оба вида, являясь одновременно и редуктором, и мультипликатором.

Функции механических передач

Главная функция механических передач — это предать кинетическую энергию от ее источника к потребителям, рабочим органам. Помимо главной, передаточные механизмы выполняют и дополнительные функции:

Механические передачи выполняют и другие вспомогательные функции.

Классификация механических передач

Машиностроителями принято несколько классификаций в зависимости от классифицирующего фактора.

По принципу действия различают следующие виды механических передач:

По направлению изменения числа оборотов выделяют редукторы (снижение) и мультипликаторы (повышение). Каждый из них соответственно изменяет и крутящий момент (в обратную сторону).

По числу потребителей передаваемой энергии вращения вид может быть:

Классификация механических передач

По числу этапов преобразования – одноступенчатые и многоступенчатые.

По признаку преобразования видов движения выделяют такие типы механических передач, как

Для обеспечения движения по сложным заданным траекториям используют системы рычагов, кулачков и клапанов.

Основные показатели для выбора механических передач

Выбор типа передачи — сложная конструкторская задача. Нужно подобрать вид и спроектировать механизм, наиболее полно удовлетворяющий техническим требованиям, сформулированным для данного узла.

При выборе конструктор сопоставляет следующие основные факторы:

При высоких передаваемых мощностях обычно выбирают многопоточный зубчатый вид. При необходимости регулировки числа оборотов в широком диапазоне разумно будет выбрать клиноременной вариатор. Конечное решение остается за конструктором.

Цилиндрические передачи

Механизмы такого вида выполняют с внутренним или с внешним зацеплением. Если зубья расположены под углом к продольной оси, шестерню называют косозубой. По мере увеличения угла наклона зубцов прочность пары повышается. Зацепление косозубого вида также отличается лучшей износостойкостью, плавностью хода и низким уровнем шума и вибраций.

Недостатком этого типа является возникновение паразитной силы, действующей вдоль оси колеса. Это создает лишнюю нагрузку на опорные подшипники.

Коническая передача

Если необходимо изменить направление вращения, а оси валов лежат в одной плоскости, применяют конический тип передачи. Наиболее распространенный угол изменения – 90°.

Такой тип механизма более сложен в изготовлении и монтаже и, также как и косозубый, требует укрепления опорных конструкций.

Конический механизм может передать до 80% мощности по сравнению с цилиндрическим.

Реечная и ременная зубчатая передача

Реечная передача преобразует вращательное движение в поступательное. Одно из зубчатых колес пары как бы развернуто в линию и представляет собой зубчатую рейку. Такой способ используется в рулевом управлений автомобиля, в других исполнительных механизмах.

Ременная передача была изобретена в доисторические времена и с тех пор заметно видоизменилась и усовершенствовалась.

Она состоит из двух закрепленных на входном и выходном валу колес-шкивов, охваченных кольцевым приводным ремнем. Вращение передается за счет сил трения, возникающих на шкивах.

Плоские и круглые ремни используются при небольших нагрузках. Широкое распространение получил ремень в форме клина, шкив при этом выполняется со щечками, и зацепление осуществляется одной нижней и двумя боковыми поверхностями ремня.

Ремни также снабжаются зубчатыми фрагментами. Поликлиновые передачи широко применяются в современных автомобильных и мотоциклетных вариаторах. Они позволяют передавать значительный крутящий момент и плавно регулировать скорость вращения ведомого вала.

Достоинства и недостатки ременных передач

Чтобы обеспечить тяговую способность, ремень приходится подвергать большому предварительному натяжению. Это ускоряет износ подшипников и валов шкивов.

Применение

Из всех типов передач наиболее широко применяются зубчатые. Практически любой механизм, бытовой прибор, станок, механические часы, транспортное средство включает в себя зубчатые пары.

В последнее время, с прогрессом электротехники, разработкой новых материалов и отходом двигателей внутреннего сгорания на второй план, использование зубчатых механизмов приобрело тенденцию к сокращению.

Все чаще вместо редуктора используют электронную схему регулировки момента и числа оборотов электродвигателя. В электромобиле из нескольких тысяч движущихся частей, 30% из которых составляли разного вида шестерни, осталось несколько сотен.

Тяговые электродвигатели размещены непосредственно в колесе, необходимость в сложной трансмиссии отпадает.

Похожие тенденции намечаются и в бытовой технике.

Свои позиции зубчатые редукторы и трансмиссии сохраняют там, где требуется передача очень больших мощностей и крутящих моментов. Это промышленные установки, горная техника, некоторые виды транспортных систем.

Обслуживание

Своевременное обслуживание любой техники в соответствии с рекомендациями ее производителя обеспечит ее нормальное функционирование, паспортную производительность и выработку планового ресурса.

Обслуживание разбивается на несколько видов

При условии проведения текущего обслуживания и планово-предупредительных ремонтов в соответствии с графиками удается значительно снизить риски выхода оборудования из строя.

Диагностика проводится с заданной периодичностью и призвана выявить негативные изменения в работе оборудования на ранней стадии и минимизировать потери времени и средств на внеплановые ремонты.

Обслуживание зубчатых передач заключается в их своевременной смазке.

Для ременных необходимо периодическое восстановление силы натяжения ремня.

Диагностика проводится как методом визуального осмотра, таки измерением температуры, уровня шума и вибрации, ультразвуковым и рентгеновским просвечиванием механизма без его разборки.

Обслуживание зубчатого механизма

Стандарты

Основные параметры различных видов передач нормируются соответствующими ГОСТами:

Дополнительные параметры, методы расчета и особенности эксплуатации описаны в других государственных стандартах.

Источник

ГЛАВА 3. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ И ЗАЦЕПЛЕНИЕМ

Курс «Детали машин». Расчет на прочность

Назначение передач и их классификация

Механическая энергия, с помощью которой приводится в движение машина, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя.

Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах вследствие следующих своих достоинств: 1) обеспечения непрерывного и равномерного движения при небольших потерях на трение; 2) простоты и компактности конструкции передаточных механизмов.

Назначение передач. Современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными, как правило, с небольшим диапазоном изменения частот вращения. Быстроходный вал двигателя очень редко соединяют непосредственно с рабочим органом машины (вентилятором, шлифовальным кругом и др.). В большинстве случаев частота вращения и вращающий момент двигателя и рабочего органа не совпадают (сравните: частота вращения двигателя легкового автомобиля — 5000 мин1, частота вращения рабочего органа —колеса — при скорости 100 км/ч — 100 мин1). Поэтому передачу механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляют с помощью различных передач.

Механическими передачами, в дальнейшем просто передачами, называют механизмы, передающие энергию двигателя исполнительному органу машины.

Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций:

а) понижать (или повышать) частоту вращения, соответственно повышая (или понижая) вращающий момент;

б) преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в поступательное, равномерное в прерывистое и т. д.);

в) регулировать частоту вращения рабочего органа машины;

г) реверсировать движение (изменять направление движения на обратное);

д) распределять энергию двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

В настоящем курсе рассматриваются только наиболее распространенные механические передачи.

Классификация передач. В зависимости от принципа действия все механические передачи делят на две группы:

передачи зацеплением — зубчатые, червячные, цепные;

передачи трением — фрикционные, ременные.

Передачи трением имеют повышенную изнашиваемость рабочих поверхностей, так как в них неизбежно проскальзывание одного звена относительно другого.

В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев различают:

а) передачи непосредственного контакта — зубчатые, червячные, фрикционные, винт — гайка;

б) передачи гибкой связью —цепные, ременные. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.

9.2. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах

Особенности каждой передачи и ее применение определяют следующие основные характеристики:

1) мощность на ведущем P1, и ведомом Рг валах или вращающие моменты T1 и Т2 на тех же валах (рис. 9.1, а и б);

Рис. 9.1. Схема сил для определения направления

вращающих моментов в передаче:

а — колеса в рабочем положении; б — колеса условно раздвинуты

2) частота вращения (угловые скорости) ведущего я, (ω1) и ведомого пг (ω2) валов.

Эти основные характеристики необходимы для выполнения проектировочного расчета любой передачи.

Дополнительными характеристиками являются:

а) механический КПД передачи

Для многоступенчатого привода, состоящего из нескольких отдельных последовательно соединенных передач, общий КПД

где η1, η2,…, ηn— КПД отдельной передачи (зубчатой, червячной, ременной и др.) или кинематической пары (подшипников, муфты).

КПД характеризует качество передачи. Потеря мощности — показатель непроизводительных затрат энергии — косвенно характеризует износ деталей передачи, так как потерянная в передаче мощность превращается в теплоту и частично идет на разрушение рабочих поверхностей.

С уменьшением полезной нагрузки КПД значительно снижается, так как возрастает относительное влияние постоянных потерь (близких к потерям холостого хода), не зависящих от нагрузки;

б) окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с,

где ω —угловая скорость, с-1; n —частота вращения, мин1; d — диаметр, мм (колеса, шкива и др.). Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны: v, = v2;

в) окружная сила Н, (рис. 9.1, б),

мощность, кВт; υ —м/с; Т

г) вращающий момент Н-м, (рис. 9.1)

где P—кВт; Ft— Н; d— мм.

Вращающий момент T1 ведущего вала является моментом движущих сил, его направление совпадает с направлением вращения вала. Момент Т2 ведомого вала — момент сил сопротивления, поэтому его направление противоположно направлению вращения вала;

д) передаточное число и. При v, = v2 с учетом формулы (9.3) имеем

Отношение угловых скоростей ведущего ω1, и ведомого ω2 звеньев называют также передаточным отношением и обозначают /.

Источник

Функции механических передач

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 иисполнительный 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.

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.).

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.

Общие сведения

Основную часть производственных процессов современной хозяйственной деятельности человека выполняют машины – механические устройства, выполняющие движения и служащие для преобразования энергии, материалов и информации. Большинство современных машин создается по схеме двигатель – передаточный механизм (передача) – исполнительный орган машины.

Применение передач связано с тем, что стандартные двигатели с целью снижения массы, габаритов и стоимости выполняют быстроходными с узким диапазоном регулирования скорости, а исполнительные органы должны иметь малые скорости, причем часто требуется разветвление потоков энергии и одновременная передача движения с различными параметрами к нескольким исполнительным органам.

Передачи – это механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние.

Кроме основной функции передачи движения, они обеспечивают:

— согласование угловых скоростей исполнительных органов машины и двигателя;

— регулирование и реверсирование (изменение направления) скорости исполнительного органа машины при постоянной угловой скорости двигателя;

— преобразование вращательного движения двигателя в поступательное или другое движение исполнительного органа;

— приведение в движение нескольких исполнительных органов (с различными скоростями движения) от одного двигателя.

Следовательно, под передачами понимают механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние, с преобразованием скоростей и моментов, иногда с преобразованием видов и законов движения. В данной лабораторной работе рассматриваются только механические передачи. Эти передачи используются преимущественно для передачи равномерного движения и реже для преобразования вращательного движения в поступательное. Применение равномерного вращательного движения обусловлено его непрерывностью и равномерностью при малых потерях на трение.

Зубчатые передачи

Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением скоростей и моментов. Усилие от одного элемента сцепляющейся пары к другому передается посредством зубьев, последовательно вступающих в зацепление.

Зубья в основном имеют эвольвентный профиль. Меньшее зубчатое колесо передачи является ведущим и называется шестерней, а большее зубчатое колесо, получающее движение от ведущего, является ведомым и называется колесо зубчатое.

Зубчатая передача, преобразующая вращательное движение между параллельными валами, называется цилиндрической, так как образующая сопрягаемых зубчатых колес является цилиндрической поверхностью. Цилиндрическая передача внешнего зацепления бывает с прямыми (рис. 2,а), косыми (рис. 2,б) и шевронными (рис. 2,в) зубьями. На кинематических схемах такие передачи изображаются в виде (рис. 3,а,б). На одной из пары зацепляющихся зубчатых колес зубья могут нарезаться не на наружной, а на внутренней поверхности. Такая передача является цилиндрической передачей внутреннего зацепления (рис. 2,2). На кинематических схемах такая передача изображается в виде (рис. 3,в).

Для преобразования вращательного движения шестерни в поступательное движение рейки, или поступательного движения рейки во вращательное движение зубчатого колеса, применяется зубчато–реечная передача (рис. 2,д), которая на кинематических схемах изображается в виде (рис. 3,г). В таких передачах рейка рассматривается как колесо с бесконечно большим диаметром (числом зубьев).

Рисунок 3. Условные обозначения передач на кинематических схемах:

Червячные передачи

Предназначены для передачи движения между валами со скрещивающимися осями и состоят из винта, называемого червяком 1 (рис. 4), и червячного колеса 2. Ведущим элементом передачи обычно является червяк, движение от которого к червячному колесу осуществляется по принципу винтовой пары.

Рис. 4. Червячная передача:

При определенных параметрах (угле подъема винтовой линии червяка) ведущим элементом передачи может быть и червячное колесо (например в центрифугах). На кинематических схемах червячная передача изображается в виде (рис. 3,ж). Передача используется в машинах, где требуется большое передаточное число, а также точные перемещения.

Цепные передачи

Относятся к передачам зацепления с гибкой связью и состоят из расположенных на некотором расстоянии друг от друга (межосевое расстояние передачи) двух зубчатых колес, называемых звездочками, и охватывающей их цепи (рис. 1,д). На кинематических схемах передача изображается (рис. 3,з). Движение в передаче осуществляется за счет зацепления зубьев звездочек, имеющих специальную форму, с шарнирами цепи. Последние состоят из чередующихся наружных и внутренних пластин, соединенных валиками с надетыми на них втулками. Для уменьшения трения и износа на втулки с зазором надеваются ролики, такие цепи – приводные роликовые обозначаются ПР. Цепные передачи широко используются в транспортных средствах и в сельскохозяйственных машинах.

Передачи винт–гайка

Передача используется для преобразования вращательного движения одного из звеньев (винта или гайки) в поступательное движение другого. При этом как винт, так и гайка могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения одновременно. Один из элементов передачи может быть неподвижным. Винты в передачах делятся на грузовые (домкраты, прессы, нажимные устройства) и ходовые (создание установочных, рабочих и холостых перемещений в станках и приборах). В передачах используются пары винт– гайка скольжения либо качения (рис. 1,е). На кинематических схемах передача изображается (рис. 3,к). В винтовых передачах обычно используется трапецеидальная резьба, в домкратах и винтовых прессах – упорная.

Ременные передачи

Это передачи трения с гибкой связью. Они состоят из двух или нескольких шкивов, охватываемых гибким ремнем (рис. 1,д). На кинематических схемах ременная передача изображается (рис. 3,л). Нагрузка в передается за счет сил трения, возникающих между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего. В качестве тягового органа ременной передачи (ремня), используются плоские, клиновые и поликлиновые ремни. Наибольшее применение получили прорезиненные и синтетические ремни. В настоящее время широкое применение получили зубчато–ременные передачи, соединяющие в себе достоинство ременных и цепных передач. Зубчато– ременные передачи лишены основного недостатка стандартных ременных передач – проскальзывание ремня и шкива, то есть они имеют постоянное передаточное отношение. Движение в таких передачах осуществляется за счет зацепления зубьев ремня с зубьями шкивов. Ременные передачи широко применяются в машинах легкой и текстильной промышленности.

Лабораторная работа №2

Общие сведения

Поверхности взаимодействующих зубьев колес должны обеспечить постоянство передаточного числа (U=const). Для выполнения этого условия боковые профили зубьев сопрягаемых колес должны подчиняться требованиям, вытекающим из основной теоремы зацепления: общая нормаль n-n, проведенная через точки касания профилей, делит расстояние между центрами колес O₁ O₂ на части, обратно пропорциональные угловым скоростям (рис. 6). Математически теорема зацепления имеет вид:

Рис. 6. Зацепление эвольвентных зубчатых колес

Делительная окружность принадлежит отдельному колесу и получается при его зацеплении со стандартной рейкой. Окружность, являющаяся начальной при зацеплении с рейкой – делительная; её диаметр обозначается d (рис. 7). Для колес без смещения делительные окружности совпадают с начальными. Толщина зуба по делительной окружности S равна ширине впадины между двумя зубьями е.

Расстояние между двумя одноименными профилями соседних зубьев по делительной окружности – окружной шаг зацепления P. На делительной окружности шаг зацепления Р равен сумме толщины зуба S и ширины впадины между двумя зубьями е. Расчетная величина, равная отношению окружного шага зубьев Р по делительной окружности к числу -окружной модуль зацепления

Рис. 7. Геометрические параметры цилиндрического колеса с прямыми зубьями

Модули зубьев зубчатых колес стандартизованы [ табл. 1]. Диаметр делительной окружности выраженный через модуль равен:

где z- число зубьев зубчатого колеса.

В зубчатых колесах расстояние между двумя соседними профилями зубьев, измеренное по нормали n-n (рис. 8), равно шагу P_в по основной окружности (длине дуги). Из треугольника О радиус основной окружности равен

шаг по основной окружности будет равен

Исходя из этого, шаг по основной окружности можно определять не длиной дуги, а расстоянием между двумя соседними зубьями по нормали (эвольвентными участками профиля зуба). Этот отрезок нормали представит развертку основной окружности и будет равен шагу P_в по основной окружности.

Основные параметры и размеры зубчатого колеса:

z – число зубьев колеса;

m – модуль зацепления;

-угол зацепления (для колес с нормальным исходным контуром );

h_a =m – высота головки зуба;

h_f =1.25*m – высота ножки зуба;

p – окружной шаг зацепления (по делительной окружности);

S, S_в –толщина зубьев соответственно по делительной и основной окружности;

x- коэффициент смещения.

Рис. 8. Измерение шага зацепления по основной окружности колеса

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №2

Определение параметров и размеров зубчатых колес.

2. Эскиз зубчатого колеса с основными размерами.

3. Таблица 3 замеров шага зубьев по основной окружности зубчатого колеса.

4. Определение геометрических размеров зубчатого колеса табл. 4.

№ n/n	Геометрический размер зубчатого колеса	Расчетная формула
Шаг зубьев по делительной окружности
Шаг зубьев по основной окружности
Диаметр делительной окружности
Диаметр основной окружности
Диаметр вершин (головок) зубьев
Диаметр впадин (ножек) зубьев
Толщина зуба по основной окружности

5. Таблица замеров диаметров выступов и впадин зубьев колеса.

6. Определить коэффициент смещения X и окружную толщину зуба по делительной окружности S.

Лабораторная работа №3

Лабораторная работа №4.

Общие сведения

Зубчатый редуктор – механизм с зубчатыми передачами, выполненный в виде отдельного агрегата (сборочной единицы) и предназначенный для понижения частоты вращения и повышения крутящего (вращающего) момента от входного (быстроходного) к выходному (тихоходному) валу.

Редукторы выполняют одно-, двух- и трехступенчатыми (рис. 15). В них применяют, как правило, косозубы цилиндрические и конические с круговыми зубьями передачи, обладающие большой несущей способностью и плавностью работы по сравнению с прямозубыми.

Для получения выигрыша в массе и габаритах передачи нерационально использовать большие передаточные числа U в одной ступени. Практикой выработаны следующие рекомендации для редукторов: одноступенчатых цилиндрических U=1.8….6.3, но не более 8 (рис. 15,а); одноступенчатых конических U= 1.5….4, но не более 6,3 (рис. 15,б); цилиндрических двухступенчатых U =6.3…..40, но не более 50 (рис. 15,в,г,д); коническо- цилиндрических U =8….28 (рис. 15,е); трехступенчатых цилиндрических и коническо–цилиндрических U=31.5….180. Коническо–цилиндрические редуктора применяют при необходимости обеспечения взаимной перпендикулярности входного и выходного валов.

Общее передаточное число двух- и многоступенчатых редукторов распределяют между ступенями. Масса и габариты редукторов в значительной степени зависят от того, как распределено общее передаточное число между ступенями. Лучшие показатели имеют редукторы, у которых размеры диаметров колес всех ступеней близки между собой. В этом случае также выполняется и условие смазывания погружением колес в общую масляную ванну.

Так как быстроходная ступень нагружена меньше, чем тихоходная, то для получения диаметров колес, размеры которых близки между собой, передаточное число первой (быстроходной) ступени рекомендуют брать больше, чем второй, при одновременном увеличении коэффициента ширины колес от быстроходной к тихоходной ступени.

Рис. 15. Кинематические схемы зубчатых редукторов

Двухступенчатый цилиндрический зубчатый редуктор может быть выполнен по развернутой (рис. 15,в) или сосной (рис. 15,г) схемам. Простая развернутая схема (рис. 15,в) встречается чаще. Однако несимметричное расположение колес на валах приводит к повышенной концентрации нагрузки по длине зуба. Для таких редукторов требуется применять жесткие валы. Редукторы, выполненные по развернутой схеме, применяют, например, в механизмах подъема кранов.

В целях улучшения работы наиболее нагруженной тихоходной ступени используют редукторы с раздвоенной быстроходной ступенью (рис. 15,д). В этом случае деформация валов не вызывает какой-либо существенной концентрации нагрузки по длине зубьев, вследствие симметричного расположения колес относительно опор. Такие редукторы применяются значительно реже, как правило в тяжело нагруженных передачах.

Редукторы, выполненные по соосной схеме (рис. 15,г) отличаются тем, что геометрические оси входного и выходного валов совпадают. Эти редукторы более удобны с точки зрения общей компоновки привода, например в трансмиссиях. Они имеют уменьшенный габарит по длине, зубчатые колеса на входном и выходном валах расположены симметрично, однако расположение опор соосных валов внутри корпуса приводит к увеличению длины промежуточного вала, а следовательно, его прогиба и частой недогрузки быстроходной ступени.

Выбор принципиальной схемы редуктора определяется эксплуатационными требованиями и условиями компоновки.

Смазка редуктора

В редукторах для смазывания, а также для защиты от коррозии, охлаждения, очистки передач применяют циркуляционную систему или смазывание погружением колес в масляную ванну. Циркуляционная система смазывания наиболее совершенна. Масло, охлажденное и профильтрованное, непрерывно подводится к трущимся поверхностям. Обычно этот вид смазывания применяют при окружных скоростях зубчатых колес свыше 12,5 м/с или при большом тепловыделении. При невысоких окружных скоростях зубчатых колес (до 12,5 м/с) чаще применяют смазывание погружением колес в масляную ванну, её достоинства – простота и большая надежность. Масло заливают в корпус редуктора так, чтобы колеса были в него погружены. Для уменьшения потерь на перемешивание и разбрызгивание масла быстроходные колеса желательно погружать в масло на меньшую глубину, чем тихоходные. Обычно рекомендуют погружать быстроходные колеса не более чем на двойную высоту зуба, а тихоходные – не более, чем на одну треть радиуса колеса.

При вращении колес масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние поверхности корпуса, откуда стекает в его нижнюю часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, масло покрывает поверхность всех расположенных внутри корпуса деталей, при этом обеспечивается и смазывание подшипников качения.

С течением времени свойства масла ухудшаются, оно загрязняется и его сливают через резьбовое отверстие, закрываемое резьбовой пробкой 3. Дно основания корпуса 4 выполняется с уклоном в сторону резьбовой пробки. Корпус после слива масла промывается и в него заливается свежее масло. Для контроля за уровнем масла в корпусе устанавливается либо жезловый 5, либо круглый маслоуказатель.

Во время работы редуктор нагревается, при этом возможно повышение давления воздуха внутри корпуса, что может привести к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы не происходило выброса масла, внутреннюю полость редуктора делают сообщающейся с внешней средой при помощи отдушин.

Объем масляной ванны для одноступенчатых цилиндрических редукторов определяется из расчета 0,4….0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности.

Размеры цилиндрического зубчатого редуктора

Цилиндрический зубчатый редуктор характеризуется следующими размерами (рис. 17):

1. Габаритные размеры – размеры между крайними точками редуктора в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: длина L, ширина B, высота H.

2. Размеры присоединительных поверхностей, определяющие размеры и взаимное расположение поверхностей присоединения редуктора к другим узлам и деталям: расстояние от осей быстроходного h_б и тихоходного h_т валов до базовой опорной поверхности; диаметры d_б и d_т выступающих концов соответственно быстроходного и тихоходного валов; длины l_б и l_т выступающих концов соответственно быстроходного и тихоходного валов; диаметр d₀ и координаты С и С₁ между осями отверстий для крепления редуктора к раме или плите; размеры базовых опорных плоскостей Е и К.

3. Основные расчетные размеры: межосевые расстояния быстроходной a_{w б} и тихоходной a_{w т} ступеней редуктора; ширина зубчатого колеса b₂ быстроходной и тихоходной ступени редуктора.

Лабораторная работа №5

Общие сведения

Червячная передача – передача зацепления со скрещивающимися осями валов. Передача движения происходит от червяка (однозаходного или многозаходного винта) к зубчатому колесу специальной формы (ведущим при определенных условиях может быть и червячное колесо) и осуществляется по принципу винтовой пары. Наибольшее распространение получили одноступенчатые червячные редукторы с диапазоном передаточных чисел U=8…63.

При больших передаточных числах применяют двухступенчатые червячные редукторы или комбинированные редукторы, состоящие из червячной и зубчатой передач. Серийно выпускаются только одноступенчатые червячные редукторы, с различными вариантами расположения червяка и червячного колеса. В машинах легкой и текстильной промышленности червячные передачи применяются в виде отдельных механизмов, для получения малых скоростей движения или точных перемещений.

Кинематические схемы одноступенчатых червячных редукторов представлены на рисунке 18. Они выполняются со следующими вариантами расположения червяка 1 и червячного колеса 2: червяк над колесом (верхнее расположение червяка) рисунок 18,а; червяк под колесом (нижнее расположение червяка) рисунок 18,б; червяк расположен сбоку от колеса рисунок 18,в,г.

Рисунок 18. Кинематические схемы червячных редукторов

Конструкция редуктора

При окружных скоростях червяка до 5 м/с, можно применять любую схему редуктора, приведенную на (рис 18а). При больших скоростях используется только схема редуктора с верхним расположением червяка рисунок 18,а.

Корпус червячного редуктора обычно выполняется из чугунного литья либо для снижения веса из алюминиевого. В единичном производстве корпуса делаются сварными. Конструкция корпуса должна обеспечивать легкую постановку в него узлов червяк 1 и червячного колеса 2, а также возможность регулировки зацепления (рис. 19). Для удобства сборки и разборки корпус редуктора делают разъемным по горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала колеса, т.е. корпус состоит из основания 3 и крышки 4 корпуса. В одноступенчатых редукторах с межосевым расстоянием передачи a_w

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Источник