Основные параметры механической передачи.

 

Механической передачей называют механизм, который преобразует параметры движения двигателя в процессе передачи его от двигателя к исполнительным органам машины.

Все механические передачи разделяют на две основные группы:

- передачи, основанные на использовании трения (ременные, фрикционные);

- передачи, основанные на использовании зацепления (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).

Передачи выполняют с постоянным или переменным (регулируемым) передаточным отношением.

Регулирование передаточного отношения может быть ступенчатым или бесступенчатым:

- ступенчатое регулирование выполняют в коробках скоростей с зубчатыми колесами, в ременных передачах со ступенчатыми шкивами и т. п.;

- бесступенчатое регулирование ‑ с помощью фрикционных или цепных вариаторов.

Основные параметры передач.

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:

- мощность P₁ на входе и Р₂ на выходе, Вт;

- быстроходность, которая выражается частотой вращения n₁ на входе и n₂ на выходе, мин^-1, или угловыми скоростями и , с^-1.

Эти характеристики минимально необходимы и достаточны для проведения проектного расчета любой передачи.

Кроме основных, различают производные характеристики:

- коэффициент полезного действия (КПД)

, или

где ‑ мощность, потерянная в передаче;

- передаточное отношение, определяемое в направлении потока мощности,

Производные характеристики часто используют взамен основных. Например, передачу можно определять с помощью , , , .

При > 1, > передача понижающая, или редуктор.

При < 1, <  передача повышающая, или мультипликатор.

Наибольшее распространение имеют понижающие передачи, так как частота вращения исполнительного механизма в большинстве случаев меньше частоты вращения двигателя.

При расчете передач часто используют следующие зависимости между различными параметрами:

‑ выражение мощности , Вт, через окружную (тангенциальную) силу , Н, и окружную скорость , м/с, колеса, шкива, барабана и т. п.:

‑ выражение вращающего момента , Нм, через мощность , Вт и угловую скорость , с^-1:

, где

- связь между вращающими моментами на ведущем  и ведомом  валах через передаточное отношение  и КПД :

Зубчатые передачи

 

Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес.

Классификация:

По расположению осей валов различают:

- передачи с параллельными осями, которые выполняют с цилиндрическими колесами внешнего или внутреннего зацепления;

- передачи с пересекающимися осями ‑ конические колеса;

- передачи с перекрещивающимися осями — цилиндрические винтовые, конические гипоидные.

- передачи между зубчатым колесом и рейкой.

По расположению зубьев на колесах различают передачи:

- прямозубые

- косозубые.

По форме профиля зуба различают эвольвентные и круговые.

Основные преимущества зубчатых передач:

- высокая нагрузочная способность и, как следствие, малые габариты;

- большая долговечность и надежность работы;

- высокий КПД. (до 0,97...0,98 в одной ступени);

- постоянство передаточного отношения;

- возможность применения в широком диапазоне скоростей (до 150 м/с), мощностей (до десятков тысяч кВт) и передаточных отношений (до нескольких сотен и даже тысяч).

Основные недостатки:

- повышенные требования к точности изготовления;

- шум при больших скоростях;

- высокая жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

 

Червячные передачи

 

Передача состоит из червяка и червячного колеса

Червячная передача относится к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90°. Возможны и другие углы, отличные от 90°, однако такие передачи применяют редко.

Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости.

Основные преимущества червячной передачи: возможность получения больших передаточных отношений в одной паре; плавность и бесшумность работы; повышенная кинематичекая точность; возможность самоторможения (при низком КПД).

Недостатки этой передачи: сравнительно низкий КПД; повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов (бронза); повышенные требования к точности сборки (точное a_w, расположение оси червяка в средней плоскости колеса).

Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения и высокая кинематическая точность, например делительные устройства, механизмы наведения и т. п. Червячные передачи применяют в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.