Фрикционная передача
Фрикционная передача, несмотря на свою простоту, получила большое распространение в технике. Но у фрикционной передачи есть существенный недостаток: ее передаточное число не остается постоянным. Происходит это из-за того, что недостаточно плотно прижатый обод ведущего вала к ободу ведомого начинает проскальзывать. Часто это происходит при изменении нагрузки на вал ведомого колеса. Чтобы уменьшить явление проскальзывания, можно было бы сильнее прижать колеса друг к другу. Но при этом увеличиваются силы трения в подшипниках, возрастает износ колес фрикционной пары. А сильно натянутый ремень в ременной передаче может порваться. Поэтому в устройствах фрикционной передачи предусматривается специальный механизм, регулирующий прижим ведущего вала к ведомому, а в ременной передаче — устройство для регулирования натяжения ремня. В ременной передаче, кроме того, часто шкив делают не гладким, а с клиновидной проточкой. Ремень, соединяющий такие шкивы, в сечении тоже имеет форму усеченного клина. В этом случае ременную передачу называют клиноременной. Если надо передавать от ведущего вала к ведомому большие усилия, то на оба вала ставят несколько шкивов и соединяют их параллельно натянутыми ремнями. Такую передачу называют текстропной. Не случайно идут на всяческие ухищрения для того, чтобы усовершенствовать ременную передачу. Дело в том, что ременная передача мало чувствительна к взаимному положению ведущего и ведомого валов. Их можно даже повернуть под прямым углом друг к другу, а ремень надеть в виде перекрещенной петли, и тогда направление вращения ведомого вала изменится.
Коробка передач
Если одной пары зубчатых колес недостаточно для изменения скорости вращения, то применяют несколько пар зубчатых колес. В этом случае между ведущим и ведомым колесами помещают одну или несколько пар зубчатых колес. Каждая пара зубчатых колес имеет различное число зубьев и одну общую ось. Передаточное отношение в этом случае определяется произведением передаточных отношений каждой пары зубчатых колес, находящихся в зацеплении друг с другом. Каждая пара таких зубчатых колес одновременно является ведомым колесом по отношению к предыдущей паре и ведущим колесом по отношению к следующей паре колес. Передаточное отношение рассчитывается в этом случае по формуле: в числителе — числа зубьев ведущих колес, а в знаменателе — числа зубьев ведомых колес. Промежуточные колеса в таком устройстве уже нельзя назвать «паразитными», так как они изменяют передаточное отношение и служат главной цели — достижению необходимой скорости вращения и получению необходимого момента силы на валу. Если между ведущим и ведомым валами находится одна пара зубчатых колес, то такую передачу называют двухступенчатой, потому что преобразование скорости вращения ведущего вала происходит дважды. Сначала вращение зубчатого колеса ведущего вала передается ведомому колесу промежуточной пары, а затем с зубчатого колеса промежуточной пары на зубчатое колесо ведомого вала. Если между зубчатыми колесами ведущего и ведомого валов находятся две пары промежуточных зубчатых колес, то такую передачу называют трехступенчатой. Угловую скорость вращения ведомого вала для трехступенчатой передачи можно рассчитать по формуле: колес. Иногда конструкторы применяют редукторы с очень большим передаточным числом не для получения большого момента, а именно для замедления движения. Вспомните хотя бы часы. Существуют часы, которые отсчитывают не только секунды и минуты, но и дни и месяцы года. В таких часах ведомое зубчатое колесо совершает один полный оборот за год. Но все же чаще в технике редукторы используются для получения выигрыша в силе. Коробки передач всех транспортных средств понижают скорость вращения вала двигателя для того, чтобы увеличить момент силы на валу движителя. Когда автомобиль трогается с места, необходим большой крутящий момент на ведомой паре колес. Чем больше сила, тем больше ускорение. Но когда автомобиль наберет необходимую скорость, сила нужна только для того, чтобы преодолевать сопротивление движению, а не для сообщения дополнительного ускорения. Момент силы на ведомом валу можно уменьшить, но зато несколько увеличить скорость движения. Так, коробка передач автомобиля позволяет с помощью специального рычага переключать скорости, соединяя колеса автомобиля с различными промежуточными зубчатыми колесами редуктора.