Методические указания к лабораторным работам для студентов механических и технологических специальностей дневной и заочной форм обучения Витебск (стр. 2 из 8)

- передачи гибкой связью – ременные, цепные.

3. По характеру изменения скорости механические передачи делятся на понижающие и повышающие.

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).

Рис. 2. Основные виды зубчатых передач: а – цилиндрическая прямозубая; б – цилиндрическая косозубая; в - шевронная; г – цилиндрическая с внутренним зацеплением; д – реечная; е - коническая прямозубая; ж –коническая косозубая; з – коническая с круговыми зубьями

Рисунок 3. Условные обозначения передач на кинематических схемах:

а – цилиндрическая зубчатая передача; б – цилиндрические передачи соответственно с прямыми, косыми и тангенциальными зубьями; в - цилиндрическая зубчатая передача с внутренним зацеплением; г – зубчато- реечная передача; д – коническая зубчатая передача; е – конические передачи соответственно с прямыми тангенциальными и круговыми зубьями; ж - червячная передача; з - цепная передача; к - передача винт–гайка; л - ременная передача

Зубчатая передача, передающая движение между пересекающимися осями, называется конической, так как пара зубчатых колес, находящихся в зацеплении, имеет форму усеченных конусов. Обычно межосевой угол 90⁰. Конические передачи бывают с прямыми зубьями (рис. 2,е), с косыми (тангенциальными) зубьями (рис. 2,ж) и с круговыми зубьями (рис. 2,з). На кинематических схемах, коническая передача без указания типа зубьев приведена на (рис. 3,д), а с указанием типа зубьев - на (рис. 3,е).

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:

1 - червяк; 2 - червячное колесо

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.

Кинематические и силовые соотношения в механических передачах

В любой механической передаче звено, передающее вращающий (крутящий) момент, называется ведущим, и параметры, относящиеся к нему, отмечаются индексом 1; а звено, приводимое в движение от ведущего – ведомое, и параметры, относящиеся к нему, отмечаются индексом 2 (рис. 5). Контакт ведущего звена с ведомым происходит в точке Р (для зубчатой передачи это полюс зацепления).

Рисунок 5. Механическая передача

Кинематические соотношения механических передач

- Угловые скорости

ведущего звена 1 и ведомого звена 2;

- Частоты вращения n₁ ведущего звена и n₂ ведомого звена

; .

- Передаточные отношения передачи

- Передаточные числа передачи

где Z₁ , Z₂ – числа зубьев соответственно ведущего и ведомого звеньев передачи.

- Передаточное число машины (привода), состоящей из нескольких передач, равно произведению передаточных чисел передач, входящих в машину

- Окружная скорость звеньев равна

Угловая скорость ведущего звена

и передаточное отношение передачи i являются основными кинематическими параметрами передачи, остальные – дополнительными.

Силовые соотношения механических передач

- Мощности соответственно ведущего P₁ и ведомого P₂ звеньев, кВт.

- Коэффициент полезного действия (КПД) передачи

- КПД машины (привода), состоящий из нескольких передач, равно произведению КПД всех элементов (передач, подшипников, муфт и т.д.), входящих в машину

- Определение мощности ведомого звена передачи Р₂ через мощность ведущего звена передачи

где

- КПД передачи.

Силы, вызывающая вращение звеньев (или сопротивление вращению) и направленные по касательной к траектории точек их приложения Р – окружные силы F_t. Связь между этими силами, окружной скоростью v и мощностью Р, определяется зависимостью

Окружная сила F_t связана с крутящим моментом Т, передаваемым звеном вращения, соотношением