Виды передач – фрикционные, ременные, цепные, зубчатые, червячные – Ассоциация EAM

Виды передач

Фрикционная
передача

Зубчатая
передача

Ременная
передача

Червячная
передача

Цепная
передача

Храповые
механизмы

Вращательное
движение в машинах передается при помощи
фрикционной, зубчатой, ременной, цепной
и червячной передач. Будем условно
называть пару, осуществляющую вращательное
движение, колесами. Колесо, от которого
передается вращение, принято называть
ведущим, а колесо, получающее движение
— ведомым.

Всякое
вращательное движение можно измерить
оборотами в минуту. Зная число оборотов
в минуту ведущего колеса, мы можем
определить число оборотов ведомого
колеса. Число оборотов ведомого колеса
зависит от соотношения диаметров
соединенных колес. Если диаметры обоих
колес будут одинаковы, то и колеса будут
крутиться с одинаковой скоростью. Если
диаметр ведомого колеса будет больше
ведущего, то ведомое колесо станет
крутиться медленнее, и наоборот, если
его диаметр будет меньше, оно будет
делать больше оборотов. Число оборотов
ведомого колеса во столько раз меньше
числа оборотов ведущего, во сколько раз
его диаметр больше диаметра ведущего
колеса.

В
технике при конструировании машин часто
приходится определять диаметры колес
и число их оборотов. Эти расчеты можно
делать на основе простых арифметических
пропорций. Например, если мы условно
обозначим диаметр ведущего колеса через
Д1, диаметр ведомого через Д2, число
оборотов ведущего колеса через n1, число
оборотов ведомого колеса через n2, то
все эти величины выражаются простым
соотношением:

Д2/Д1
= n1/n2

Если
нам известны три величины, то, подставив
их в формулу, мы легко найдем четвертую,
неизвестную величину.

В
технике часто приходится употреблять
выражения: «передаточное число» и
«передаточное отношение». Передаточным
числом называют отношение числа оборотов
ведущего колеса (вала) к числу оборотов
ведомого, а передаточным отношением —
отношение между числами оборотов колес
независимо от того, какое из них ведущее.
Математически передаточное число
пишется так:

n1/n2
= i или Д2/Д1 = i

где
i — передаточное число. Передаточное
число — величина отвлеченная и размерности
не имеет. Передаточное число может быть
любым — как целым, так и дробным.

Фрикционная передача

При
фрикционной передаче вращение от одного
колеса к другому передается при помощи
силы трения. Оба колеса прижимаются
друг к другу с некоторой силой и вследствие
возникающего между ними трения вращают
одно другое. Недостаток фрикционной
передачи: большая сила, давящая на
колеса, вызывающая дополнительное
трение, а следовательно, требующая и
дополнительную силу для вращения. Кроме
того, колеса при вращении, как бы они ни
были прижаты друг к другу дают
проскальзывание. Поэтому там, где
требуется точное соотношение чисел
оборотов колес, фрикционная передача
себя не оправдывает.

Достоинства
фрикционной передачи:

  • Простота
    изготовления тел качения;

  • Равномерность
    вращения и бесшумность работы;

  • Возможность
    бесступенчатого регулирования частоты
    вращения и включения/выключения передачи
    на ходу;

  • За
    счет возможностей проскальзывания
    передача обладает предохранительными
    свойствами.

Недостатки
фрикционной передачи:

  • Проскальзывание,
    ведущее к непостоянству передаточного
    числа и потери энергии;

  • Необходимость
    обеспечения прижима.

Применение
фрикционной передачи:
В машиностроении
чаще всего применяют бесступенчатые
фрикционные передачи для бесступенчатого
регулирования скорости.

а
— лобовая передача, б — угловая передача,
в — цилиндрическая передача

В
самодельных устройствах фрикционная
передача может быть широко использована.
Особенно приемлемы передачи цилиндрическая
и лобовая. Колеса для передач можно
делать деревянные. Для лучшего сцепления,
рабочие поверхности колес следует
«обшить» слоем мягкой резины
толщиной в 2-3 мм. Резину можно или прибить
мелкими гвоздиками, или приклеить клеем.

studfiles.net

16. Передаточное отношение. Виды передач.

Передаточное
отношение – это отношение мгновенных
угловых или линейных скоростей ведущего
и ведомого звеньев. u = ω1/ω2.

Зубчатая
и червячная передачи
. Зубчатая передача
является связующим звеном двух или
более валов, либо вала с рейкой. Зубчатая
передача от ведущего вала к ведомому
служит для того, чтобы крутящие моменты
и угловые скорости этих валов находились
в требуемом отношении по величине и
направлению.

Передаточным
отношением зубчатой пары называется
отношение угловых скоростей сопряженных
зубчатых колес. В зависимости от числа
ступеней, участвующих в изменении
угловой скорости между ведущим и ведомым
валами, зубчатые колеса разделяются на
одноступенчатые, двухступенчатые,
трехступенчатые и т. д.

Ременные
передачи.
Ременная передача
осуществляется при помощи двух шкивов,
закрепленных на валах, и надетого на
эти шкивы с натяжением бесконечного
ремня, имеющего прямоугольное,
трапециевидное и реже круглое сечение
(плоские, клиновые и круглые ремни.
Наибольшее распространение получили
плоские ремни — кожаные, хлопчатобумажные,
пропитанные резиной, или хлопчатобумажные
тканые.

Для создания и
поддержания натяжения ремня в
плоскоременной передаче применяют
натяжной ролик

Цепная
передача.
Применяемые в станках цепи
по характеру выполняемой работы делятся
на три основные группы: приводные,
грузовые и тяговые. Приводные цепи в
большинстве случаев осуществляют
передачу от источника движения или
какого-либо передаточного механизма к
приемному узлу станка. Цепи могут
работать с большими скоростями (до 30
м/сек), как при малых, так и при больших
межцентровых расстояниях. Приводные
цепи имеют ту особенность, что одной
цепью можно соединить и приводить в
движение одновременно несколько валов.

Фрикционная
передача.
Фрикционные передачи нашли
применение в приводах главного движения
и приводах подачи универсальных станков.

Планетарные
эпициклические передачи.
Планетарным
зубчатым механизмом называется механизм,
имеющий зубчатые колеса с движущимися
геометрическими осями. Такие колеса
называются планетарными или сателлитами.
Система, которая несет оси сателлитов,
называется водилом. Колеса с неподвижными
осями, по которым обкатываются сателлиты,
называются центральными. Неподвижные
центральные колеса называются опорными.
Эпициклические механизмы применяются
для получения больших передаточных
отношений и для цепей суммирования двух
независимых движений в механизмах
затыловочных, расточных, зуборезных,
автоматических станков и в делительных
головках фрезерных станков.

17. Точение. Геометрия токарного резца. Классификация токарных резцов. Операции, выполняемые на токарных станках.

Токарная
обработка (точение) — это механическая
обработка резанием наружных и внутренних
поверхностей вращения, в том числе
цилиндрических и конических, торцевание,
отрезание, снятие фасок, обработка
галтелей, прорезание канавок, нарезание
внутренних и наружных резьб на токарных
станках.

Классификация
токарных резцов

Для
токарной обработки применяют разнооб­разные
резцы. В зависимости от направления
движения подачи различают левые и
пра­вые резцы.

По
форме и расположению головки относительно
стержня резцы могут быть прямые, отогнутые
и оттянутые.

По
назначению различают проходные, упорные,
подрезные (торцовые), прорезные, отрезные,
фасонные, резьбовые и расточные резцы.

Инструментальные
материалы делят на сле­дующие три
группы.

Первая
группа — материалы дня инструмен­тов,
работающих на низких скоростях резания.
К ним относятся высококачественные
углеродистые инструментал ь-ные стали
(У10А, У11А, У12А)

Вторая
группа — материалы для инструментов,
работающих на повышенных скоростях
реза­ния, — быстрорежущие стали Р9,
Р12.

Третья
группа — материалы для инструментов,
работающих на высоких скоростях
резания,-металлокерамические твердые
сплавы, выпускаемые в виде пластинок
раз­личных размеров и форм.

Классификация
резцов по способу крепления режущей
части. а-цельный, б-сварной, в-с наплавленной
пластинкой, г-с механическим креплением
пластинки.

Основные
операции на токарных станках.

Обтачивание
гладких цилиндрических поверхностей
.
Гладкие цилиндрические поверхности
деталей обтачивают проходными резцами
в два приема. Сначала черновым резцом
производят обдирку — грубое обтачивание,
— быстро снимая основную массу лишнего
металла.

Подрезание
торцов и уступов.
Для подрезания
торцов и уступов на токарном станке
пользуются обычно подрезными резцами.

Вытачивание
канавок
Для вытачивания канавок
служат прорезные резцы. Их режущая
кромка точно воспроизводит форму
канавки. Так как ширина канавок обычно
невелика, режущую кромку прорезного
резца приходится делать узкой, поэтому
она получается довольно ломкой. Для
повышения прочности такого резца высоту
его головки делают в несколько раз
больше ширины.

Вытачивание
конусов.
В практике юного токаря
вытачивание конусов будет встречаться
реже, чем другие работы. Наиболее простой
способ— точение небольших конусов (не
более 20 мм) специальным широким резцом.

Обработка
внутренних поверхностей.
Обработка
отверстий может производиться различными
инструментами, в зависимости от требуемой
формы поверхности и точности обработки.

Сверление
и рассверливание
. Неглубокие отверстия
на токарном станке сверлят перовыми и
спиральными (цилиндрическими) сверлами.
Перовое сверло имеет плоскую лопатку
с двумя режущими кромками, переходящую
в стержень. Точность отверстия при
обработке перовым сверлом невелика,
поэтому его употребляют тогда, когда
большой точности не требуется.

И
другие.

studfiles.net

виды, материалы для изготовления, способы обработки и расчёты зацеплений

Большинство механических передач включает в себя зубчатые зацепления. Зубчатые передачи используются для изменения скоростей вращательного движения, направлений вращения и моментов. Они служат для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот, для изменения пространственного расположения элементов трансмиссии и осуществления многих других функций, необходимых для работы машин и механизмов.

Механизмы зубчатых передач

Зубчатые зацепления применяются для передачи вращательного движения от двигателя к исполнительному органу.

При этом производятся необходимые преобразования движения, изменение частоты вращения, крутящего момента, направления осей вращения.

Для всего этого служат различные виды передач. Классификация видов зубчатых передач по расположению осей вращения:

  1. Цилиндрическая передача состоит из колёсной пары обычно с разным числом зубьев. Оси зубчатых колёс в цилиндрической передаче параллельны. Отношение чисел зубьев называется передаточным отношением. Малое зубчатое колесо называется шестернёй, большое — колесом. Если шестерня ведущая, а передаточное число больше единицы, то говорят о понижающей передаче. Частота вращения колеса будет меньше частоты вращения шестерни. Одновременно при уменьшении угловой скорости увеличивается крутящий момент на валу. Если передаточное число меньше единицы, то это повышающая передача.
  2. Коническое зацепление. Характеризуется тем, что оси зубчатых колёс пересекаются и вращение передаётся между валами, которые расположены под определённым углом. В зависимости от того, какое колесо в передаче ведущее, они тоже могут быть повышающими и понижающими.
  3. Червячная передача имеет скрещивающиеся оси вращения. Большие передаточные числа получаются из-за соотношения числа зубьев колеса и числа заходов червяка. Червяки используются одно-, двух- или четырехзаходные. Особенностью червячной передачи является передача вращения только от червяка к червячному колесу. Обратный процесс невозможен из-за трения. Система самотормозящаяся. Этим обусловлено применением червячных редукторов в грузоподъёмных механизмах.
  4. Реечное зацепление. Образовано зубчатым колесом и рейкой. Преобразует вращательное движение в поступательное и наоборот.
  5. Винтовая передача. Применяется при перекрещивающихся валах. Из-за точечного контакта зубья зацепления подвержены повышенному износу под нагрузкой. Применяются винтовые передачи чаще всего в приборах.
  6. Планетарные передачи — это зацепления, в которых применяются зубчатые колёса с подвижными осями. Обычно имеется неподвижное наружное колесо с внутренней резьбой, центральное колесо и водило с сателлитами, которые перемещаются по окружности неподвижного колеса и вращают центральное. Вращение передаётся от водила к центральному колесу или наоборот.

Нужно различать наружное и внутреннее зацепление. При внутреннем зацеплении зубья большего колеса располагаются на внутренней поверхности окружности, и вращение происходит в одном направлении. Это основные виды зацеплений.

Существует огромное количество возможностей для их сочетания и использования в различных кинематических схемах.

Форма зуба

Зацепления различаются по профилю и типу зубьев. По форме зуба различают эвольвентные, круговые и циклоидальные зацепления. Наиболее часто используемыми являются эвольвентные зацепления. Они имеют технологическое превосходство. Нарезка зубьев может производиться простым реечным инструментом. Эти зацепления характеризуются постоянным передаточным отношением, не зависящим от смещения межцентрового расстояния. Но при больших мощностях проявляются недостатки, связанные с небольшим пятном контакта в двух выпуклых поверхностях зубьев. Это может приводить к поверхностным разрушениям и выкрашиванию материала поверхностей.

В круговых зацеплениях выпуклые зубья шестерни сцепляются с вогнутыми колесами и пятно контакта значительно увеличивается. Недостатком этих передач является то, что появляется трение в колёсных парах. Виды зубчатых колёс:

  1. Прямозубые. Это наиболее часто используемый вид колёсных пар. Контактная линия у них параллельна оси вала. Прямозубые колёса сравнительно дешевы, но максимальный передаваемый момент у них меньше, чем у косозубых и шевронных колёс.
  2. Косозубые. Рекомендуется применять при больших частотах вращения, они обеспечивают более плавный ход и уменьшение шума. Недостатком является повышенная нагрузка на подшипники из-за возникновения осевых усилий.
  3. Шевронные. Обладают преимуществами косозубых колёсных пар и не нагружают подшипники осевыми силами, так как силы направлены в разные стороны.
  4. Криволинейные. Применяются при больших передаточных отношениях. Менее шумные и лучше работают на изгиб.

Прямозубые колёсные пары имеют наибольшее распространение. Их легко проектировать, изготавливать и эксплуатировать.

Материалы для изготовления

Основной материал для изготовления колёсных пар — это сталь. Шестерня должна иметь более высокие прочностные характеристики, поэтому колёса часто изготавливают из разных материалов и подвергают разной термической или химико-термической обработке. Шестерни, изготовленные из легированной стали, подвергают поверхностному упрочнению методом азотирования, цементации или цианирования. Для углеродистых сталей используется поверхностная закалка.

Зубья должны обладать высокой поверхностной прочностью, а также более мягкой и вязкой сердцевиной. Это предохранит их от излома и износа поверхности. Колёсные пары тихоходных машин могут быть изготовлены из чугуна. В различных производствах применяются также бронза, латунь и различные пластики.

Способы обработки

Зубчатые колёса изготавливаются из штампованных или литых заготовок методом нарезания зубьев. Нарезание производится методами копирования и обкатки. Обкатка позволяет одним инструментом вырезать зубья различной конфигурации. Инструментами для нарезания могут быть долбяки, червячные фрезы или рейки. Для нарезания методом копирования используются пальцевые фрезы. Термообработка производится после нарезки, но для высокоточных зацеплений после термообработки применяется ещё шлифовка или обкатка.

Обслуживание и расчёт

Техобслуживание заключается в осмотре механизма, проверке целостности зубьев и отсутствия сколов. Проверка правильности зацепления производится при помощи краски, наносимой на зубья. Изучается величина пятна контакта и его расположение по высоте зуба. Регулировка производится установкой прокладок в подшипниковых узлах.

Сначала надо определиться с кинематическими и силовыми характеристиками, необходимыми для работы механизма. Выбирается вид передачи, допустимые нагрузки и габариты, затем подбираются материалы и термообработка. Расчёт включает в себя выбор модуля зацепления, после этого подбираются величины смещений, число зубьев шестерни и колеса, межосевое расстояние, ширина венцов. Все значения можно выбирать по таблицам или использовать специальные компьютерные программы.

Главными условиями, необходимыми для длительной работы зубчатых передач, являются износостойкость контактных поверхностей зубьев и их прочность на изгиб.

Достижению хороших характеристик и уделяется основное внимание при проектировании и изготовлении зубчатых механизмов.


tokar.guru

назначение, область применения. Краткая классификация передач, их основные характеристики. Принципы работы, кинематика, сравнительная оценка различных типов передач.

Передачи – устройства, использующиеся
для передачи энергии от источника
энергии к исполнительному механизму.
Передачи могут быть: электрические,
гидравлические, механические.

Назначение: 1) изменение частоты вращения
электродвигателя. Уменьшение частоты
– редуктор, увеличение частоты –
мультипликатор. Источники энергии
выпускают только нескольких частот.
Чем ниже частота вращения, тем тяжелее
механизм и тем дороже и имеет большие
габариты. Исполнительные механизмы
обычно работают на меньших скоростях,
чем электродвигатели, поэтому приходится
применять передачу. 2) изменение закона
движения из вращательного в поступательное
3) удобство обслуживания.

В зависимости от принципа действия
механических передач их разделяют на:
1) передачи зацепления (зубчатые, цепные,
червячные) 2) передачи трением (фрикционные).

Зубчатая передача – механизм, который
с помощью зацепления передает или
преобразует движение с изменением
скоростей и моментов. Зубчатые передачи
по сравнению с другими передачами
обладают рядом достоинств: малыми
габаритами, высоким КПД, большой
надежностью в работе. Обычно зубчатая
передача состоит из 2х колес.

Червячная передача – это механизм для
передачи вращения зацеплением, с
непосредственным контактом витков
червяка и зубьев червячного колеса.
Червячные передачи применяются при
необходимости передачи вращения между
перекрещивающимися осями.

Цепная передача – механизм, состоящий
из ведущей и ведомой звездочек и
охватывающих их цепей.

Ременная передача – передача, состоящая
из ведущих и ведомых шкивов и надетого
на них ремня.

Основные характеристики передач: 1)
передаточное число n 2) КПД η<1 3) крутящий
момент

33. Контактные напряжения.
Виды разрушения, вызываемые контактными
напряжениями. Какие передачи рассчитываются
по сопротивлению контактной усталости.
Формулы Герца и их использование в
расчетах на контактную прочность.

Работоспособность ряда деталей
характеризуется прочностью поверхностных
слоев сопрягаемых деталей – контактной
прочностью.

При передаче сил через поверхности,
размеры которых малы по сравнению с
размерами сопрягаемых тел, возникают
контактные напряжения.

Виды контакта: 1) по плоскости 2) по линии
3) в точке.

Передача сил от одной детали к другой
в машинах осу­ществляется по сопряженным
поверхностям контакта. Перво­начальный
контакт (контакт без нагрузки) в
сопряжениях де­талей машин происходит
по поверхности, в точке или по линии. В
зависимости от характера взаимно­го
перемещения контактирующих поверхностей
под нагруз­кой различают неподвижные
и подвижные сопряжения де­талей.

Задачей расчета сопряжений является
определение напря­жений и деформаций.
Они нужны для расчета деталей на
прочность, износостойкость и для
определения жесткости (или обратной
величины — податливости) соединения.
Расчет напряжений и деформаций в
сопрягаемых деталях называют решением
контактной задачи, а напряжения —
контактными. В точной общей постановке
ее решение связано со значитель­ными
трудностями, обусловленными сложной
формой дета­лей. Поэтому обычно задачу
решают приближенно для част­ных форм
деталей и условий нагружения.

Особый класс задач составляют задачи
с первоначальным контактом деталей в
точке или по линии. Решения этих задач
обычно выполнены для неподвижного
контакта и используют­ся при расчете
на прочность подшипников качения,
зубчатых и фрикционных передач. Учитывая,
что в подшипниках каче­ния и передачах
контакт подвижный (действуют силы
трения) и часто присутствует смазочный
материал в сопряжениях, ус­ловие
прочности имеет вид

.

Расчетное контактное
напряжение σн
сравнивают с допус­каемым
[σ]н,
полученным экспериментально
на реальных об­разцах в реальных
условиях работы.

Решение задачи о контакте двух непо­движных
шаров было получено извест­ным немецким
механиком Г. Герцем в 1881 г. при следующих
допущениях: ма­териал шаров изотропный
и подчиняется закону Гука, поверхности
без смазочного материала и абсолютно
гладкие (шерохо­ватость отсутствует),
размеры площадки контакта малы по
сравнению с радиусами кривизны шаров,
площадка контакта плоская.

,

Где E – модуль упругости, υ– коэффициент Пуассона,- приведенный радиус кривизны.

Если контактируют одинаковые материалы,
то формула сокращается:

,
где wn– распределенная нагрузка
по длине образующей цилиндров.

Наибольшие контактные напряжения
возникают в тонком поверхностном слое
материала. Поэтому для повышения
кон­тактной прочности достаточно
упрочнить только поверхност­ный слой
детали. Для зубчатых передач толщина
этого слоя составляет 0,2…0,3 модуля. На
практике это достигается раз­личными
методами термической и химико-термической
обра­ботки материала.

Виды разрушения:

1) на поверхности контакта происходят
сдвиги (т.к. нагрузка циклическая, то
материал в результате циклического
нагружения постоянно меняет свою форму
и изнашивается)

2) усталостное выкрашивание – любая
точка поверхности испытывает циклическую
нагрузку, возникает поверхностный
микросдвиг, это приводит к образование
микротрещин, которые в свою очередь
раскрываются в зоне растяжения, в них
попадает смазка, жидкость плохосжимаема
– трещина увеличивается в размерах, и
при многократных повторениях цикла
происходит вырывание частиц.

3) Смятие контактных поверхностей. Если
оно произошло, то была ударная или
вибрационная нагрузка (неправильная
эксплуатация). Смятие – пластическая
деформация поверхностного слоя.

4) заедание – возникает в случае отсутствия
смазки или разрыв смазочного слоя в
случае большой ударной нагрузки.
Появление местного повышения температуры
и отрыв частиц с переносом их на другую
поверхность.

studfiles.net

Виды передач и их основные характеристики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский государственный университет

им. М. Козыбаева

Факультет Энергетики и Машиностроения

Кафедра Машиностроения

РЕФЕРАТ

Тема: «Виды передач и их основные характеристики»

Качулин Сергей Николаевич

Специальность 5В071200 –

Машиностроение

Петропавловск, 2010

Содержание

Виды движений, их основные характеристики и передаточные механизмы

Фрикционная передача

Зубчатая передача

Ременная передача

Кривошипно-шатунные механизмы

Кулисные механизмы

Храповые механизмы

Кулачковые механизмы

Шарнирно-рычажные механизмы

Цепная передача

Червячная передача

Литература

Виды движений, их основные характеристики и передаточные механизмы

Вращательное движение

Вращательное движение в машинах передается при помощи фрикционной, зубчатой, ременной, цепной и червячной передач. Будем условно называть пару, осуществляющую вращательное движение, колесами. Колесо, от которого передается вращение, принято называть ведущим, а колесо, получающее движение, — ведомым.

Всякое вращательное движение измеряется в числах оборотов в минуту. Зная число оборотов в минуту ведущего колеса, мы можем определить число оборотов ведомого колеса. Число оборотов ведомого колеса зависит от соотношения диаметров соединенных колес. Если диаметры обоих колес будут одинаковы, то и колеса будут крутиться с одинаковой скоростью. Если диаметр ведомого колеса будет больше ведущего, то ведомое колесо станет крутиться медленнее, и наоборот, если его диаметр будет меньше, оно будет делать больше оборотов. Многие, наверное, замечали, что маленькая звездочка у цепной велосипедной передачи крутится быстрее, чем большая, а большая шестерня, с барабаном для каната у лебедки, делает оборотов меньше, чем ее ведущая меньшая пара.

Известны простые правила: 1) число оборотов ведомого колеса во столько раз меньше числа оборотов ведущего, во сколько раз его диаметр больше диаметра ведущего колеса; 2) число оборотов ведомого колеса во столько раз больше числа оборотов ведущего, во сколько раз его диаметр меньше диаметра ведущего колеса.

В технике при конструировании машин часто приходится определять диаметры колес и число их оборотов. Эти расчеты можно делать на основе простых арифметических пропорций. Например, если мы условно обозначим диаметр ведущего колеса через Д-t, диаметр ведомого через Д2, число оборотов ведущего колеса через Пх, число оборотов ведомого колеса через щ, то все эти величины выражаются простым соотношением. В практике работы технических кружков часто приходится употреблять выражения: «передаточное число» и «передаточное отношение».

Что же означают эти названия?

Передаточным числом называют отношение числа оборотов ведущего колеса (вала) к числу оборотов ведомого, а передаточным отношением — отношение между числами оборотов колес независимо от того, какое из них ведущее. Рассмотрим некоторые виды вращательного движения, которые нашли широкое применение в моделях юных техников.

Фрикционная передача

Рисунок 1 – Виды фрикционных передач I — цилиндрическая с прямым ободом; II — цилиндрическая с клинчатым ободом; III — коническая; IV — лобовая; V — с передвижным цилиндрическим колесом

При фрикционной передаче (Рисунок 1) вращение от одного колеса к другому передается при помощи силы трения. Оба колеса прижимаются друг к другу с некоторой силой и вследствие возникающего между ними трения вращают одно другое. Фрикционные передачи широко применяются в машинах. Недостаток фрикционной передачи: большая сила, давящая на колеса, вызывающая дополнительное трение в машине, а, следовательно, требующая и дополнительную силу для вращения. Кроме того, колеса при вращении, как бы они ни были прижаты друг к другу, дают проскальзывание. Поэтому там, где требуется точное соотношение чисел оборотов колес, фрикционная передача себя не оправдывает.

Зубчатая передача

Рисунок 2 – Цилиндрические шестерни

В зубчатых передачах (Рисунок 2) вращение от одного колеса к другому передается при помощи зубцов. Зубчатые колеса работают намного легче фрикционных. Объясняется это тем, что здесь нажима колеса на колесо совсем не требуется. Для правильного зацепления и легкой работы колес профиль зубца делают по определенной кривой, называемой эвольвентой. Диаметр начальной окружности является основным расчетным диаметром зубчатых колес. Расстояние, взятое по начальной окружности между осями соседних зубцов, между осями впадин или от начала одного зубца до начала другого, называется шагом зацепления. Разумеется, что шаги у зацепляющихся шестерен должны быть равны. Передаточное число в зубчатых колесах может выражаться и через число зубцов, тесть j = |2-> где г2—число зубцов ведомого колеса, Zx — число зубцов ведущего колеса. Есть в шестернях еще одна очень важная величина, которую именуют модулем. Модулем называют отношение шага к величине Пи (3,14) или отношение диаметра начальной окружности к числу зубцов на колесе. Модуль, шаг и другие величины шестерен измеряются в миллиметрах. Колеса с одинаковым модулем, с любым количеством зубцов дают нормальное зацепление. Модули зубчатых колес берутся не произвольно. Величины их стандартизированы. Передаточное число шестеренчатой передачи берется обычно в определенных пределах. Оно колеблется до 1: 10. При увеличении передаточного числа одна из шестерен делается очень большой, механизм получается громоздким. Но иногда бывает нужно получить очень большое передаточное число, которое одной парой шестерен создать трудно. В этом случае ставится несколько пар, и передаточное число распределяется между ними. Механизм, служащий для повышения или понижения скорости вращения, называется редуктором (Рисунок 2.1). Редукторы с большим передаточным числом обычно служат для снижения числа оборотов. Если такой редуктор использовать для увеличения числа оборотов, то получаются большие сопротивления и редуктор очень трудно вращать. Для изменения направления вращения ведомой шестерни ставят третью, паразитную шестерню. Какой бы величины промежуточная (паразитная) шестерня ни была, сколько бы зубцов она ни имела, передаточное число между ведущей и ведомой шестерней не меняется. Иногда в передачах малую шестерню требуется сделать особенно уменьшенной, например, в часах, в приборах. В этих случаях шестерню с валом делают из одного куска. Такую цельную шестерню принято называть трибком (трибок). За последнее время очень часто в машинах применяют цилиндрические шестерни (Рисунок 2), у которых зубец идет не по оси вращения, а под некоторым углом. Такие шестерни работают на больших скоростях очень плавно, и зубцы их выносят большую нагрузку. Колеса с косыми зубцами носят название косозубых цилиндрических колес. Еще более плавный ход при большой прочности зубцов дают так называемые шевронные колеса. Зубцы у этих колес скошены в обе стороны, расположены «в елочку». Преимущество шевронных колес состоит в том, что их можно применять с малым числом зубцов. Шестеренчатая передача применяется не только с параллельными валами, когда используются так называемые цилиндрические шестерни, но и тогда, когда валы идут под любым углом. Такая передача под углом называется конической зубчатой передачей, а шестерни — коническими. Если в цилиндрических зубчатых передачах мы могли сцепить колеса любых размеров (только с одинаковым модулем), то в конических шестернях этого сделать нельзя, так как в этом случае может не совпасть конусность шестерен.

Конические шестерни, так же как и цилиндрические, бывают со спиральным косым зубцом. Такие шестерни обычно применяются в автомобилях (для плавности работы). В зубчатых передачах можно применить шестерни с рейкой. Для периодического вращения может применяться шестеренчатая пара, у которой ведущая шестерня имеет неполное число зубцов. Ведущие шестерни встречаются и с одним зубцом. Такие передачи очень часто применяются в счетных механизмах. Ведущая шестерня имеет один зубец, а ведомая — десять, и, таким образом, за один оборот ведущей шестерни ведомая повернется всего на одну десятую оборота. Чтобы повернуть ведомую шестерню на один оборот, ведущая должна сделать десять оборотов. К разобранному типу передач можно отнести и так называемое мальтийское зацепление, или мальтийский крест. Механизм мальтийского креста применяется в автоматах, текстильных машинах и в киноаппаратах, где он служит для периодичес

mirznanii.com

ТИПЫ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ (анимация)

 




По сути , шестерни это устройства , которые
передают вращательное движение от одной оси
к другой .

Некоторые типы передач  могут 
осуществлять и поступательные 
движения.

Существуют десятки различных типов передач в
промышленности , лишь некоторые из которых
показаны здесь.


 



 


ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ШЕСТЕРНИ


 



Цилиндрические зубчатые колеса работают на
валах оси которых параллельны


 


 



Одним из побочных эффектов пар 
цилиндрических зубчатых колес является то,
что выходные оси вращается в противоположном
направлении , от входной оси , эффект ,
который можно ясно увидеть в анимации


 



 


КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ КОЛЕСА


 



Конические шестерни работают на осях,
которые не являются параллельными.

Конические шестерни могут быть сделаны
специально для осей практически под любым
углом


 


 


 


 


ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ


 



Червячных передач (или винт) можно
рассматривать как передачу  одного зуба



Червячные передачи имеют некоторые особые
свойства, которые делают их отличимых от
других передач.

Во-первых, они могут достичь очень высоких
передач произведенных за одну движение.

Потому что большинство червячных передач
имеет только один нагруженный зуб, передаточное
отношение это просто число зубьев на
соединение передач.

Например, червячных пара передач в паре с
40-зубый 

цилиндрический редуктор  имеет
соотношение 40:1.

Во-вторых, червячные передачи имеют гораздо
более высокие трения (и ниже эффективность),
чем другие типы передач.

Это потому, что профиль зуба червячных передач 
постоянно скользят по зубам сопряженных
передач.

Это трение становится выше, тем больше
нагрузка на передачу.

Наконец, червячая передача не может работать
с обратным эффектом . В анимации ниже ,
червячные передачи на зеленой оси ведет
синие зубчатое колесо на красной оси.

Но если вы включите красную ось в качестве
ведущей , то червячных передач не получится.

Это свойство передачи может применяться  для остановки -блокировки вещи
на определенном месте, без скатывания назад
, например ворота гаража.


 


 

 


 


ЛИНЕЙНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

 



Это средство преобразования вращательного
движения от оси вращения или шестерни в
поступательное движение зубчатой рейки.

Шестерня вращается , и толкает рейку 
вперед , поскольку в ней  перемещаются 
зубы шестерни .
Регулируется

   например меньшим количеством
зубов на ведущей шестерни и большим на рейке
.
 движение
в рейки будет пропорционально количеству зубьев на
шестерне

 


 

 


 


ДИФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА

 

Дифференциал — это
механическое устройство, которое передает
крутящий момент с одного источника на два
независимых потребителя таким образом, что
угловые скорости вращения источника и обоих
потребителей могут быть разными относительно
друг друга. Такая передача момента возможна
благодаря применению так называемого
планетарного механизма.
В автомобилестроении, дифференциал является
одной из ключевых деталей трансмиссии.
В первую очередь он служит для передачи
момента от коробки передач к колёсам
ведущего моста.

 


 

Почему для этого нужен
дифференциал ? В любом повороте, путь колеса
оси, двигающегося по короткому (внутреннему)
радиусу, меньше, чем путь другого колеса
той же оси, которое проходит по длинному
(внешнему) радиусу. В результате этого,
угловая скорость вращения внутреннего колёса
должна быть меньше угловой скорости вращения
внешнего колеса. В случае с не ведущим
мостом, выполнить это условие достаточно
просто, так как оба колеса могут не быть
связанными друг с другом и вращаться
независимо. Но если мост ведущий,
то необходимо передавать крутящий момент
одновременно на оба колеса (если передавать
момент только на одно колесо, то возможность
управления автомобилем по современным
понятиям будет очень плохой). При жесткой же
связи колёс ведущего моста и передачи
момента на единую ось обоих колёс,
автомобиль не мог бы нормально поворачивать,
так как колеса, имея равную угловую
скорость, стремились бы пройти один и тот же
путь в повороте. Дифференциал позволяет
решить эту проблему: он передаёт крутящий
момент на раздельные оси обоих колёс
(полуоси) через свой планетарный механизм
с любым соотношением угловых скоростей
вращения полуосей. В результате этого,
автомобиль может нормально двигаться
и управляться как на прямом пути, так
и в повороте.


 


ПЕРЕДАЧА С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ
ШЕСТЕРЕН

 



Движущей кольцо, в сочетании с парой
промежуточных шестерен, которые не
зафиксированы на  своей оси , обладают
функцией ,   включать и выключать
шестерни в работу.

 


 

 



Анимация показывает, 

 работу

шестерни , на отключение или
или для того что бы обеспечить  сцепление
шетерен с помощью
промежуточной шестерни.

Движущееся кольца показаны красным цветом.
,
оси соединены с серой осью с белыми дисками 
которые скользит по пазам основной оси 
.

Движущей белое кольцо вращается вместе с осями.
Сначала
, движущиеся  кольцо отключено так как
темно-серая и зеленая передача не зацеплены 
.

Движущиеся кольцо, приходит  в зацепление
с зеленым и тем самым приводит в движение синюю передачу  .
 Движущиеся 
кольцо не использует зубьев, а использует
четыре конических пальца , существует
значительный зазор между кольцом и пальцами.

Что позволяет подключать кольцо  на
холостом ходу или когда шестерни вращаются
с разными скоростями


 



 


РЕГУЛИРУЕМЫЙ РОТОР


 


 


 


 


 ОРИГИНАЛЬНЫЕ
ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 


 

jnker.com

Механические передачи.

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 — nвх и nвых, измеряемые в оборотах за минуту. Соотношение между угловой скоростью ω (рад/сек) и частотой вращения n (об/мин):

ω ≈ πn/30

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

***

Фрикционные передачи



k-a-t.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о