Механическая передача. Механическая передача

• Название: Механическая передача
• Дата: 08.02.2019
• Размер: 235.96 Kb.
• Имя файла: Механическая передача.docx
• Тип: Документы; #66913

Механическая передача – механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов. [1]

Типы механических передач:

• 
  зубчатые (цилиндрические, конические);
  
• 
  винтовые (винтовые, червячные, гипоидные);
  
• 
  с гибкими элементами (ременные, цепные);
  
• 
  фрикционные (за счёт трения, применяются при плохих условиях работы).
  

В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов передачи разделяют на:

• 
  редукторы (понижающие передачи) – от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения и увеличивают крутящий момент;
  
• 
  мультипликаторы (повышающие передачи) – от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения и уменьшают крутящий момент.
  

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. [2]

Зубчатые передачи предназначены для:

• 
  передачи вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или скрещивающиеся оси;
  
• 
  преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот (передача “рейка-шестерня”).
  

Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом.

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

• 
  с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениями);
  
• 
  с пересекающимися осями (конические);
  
• 
  с перекрестными осями (рейка-шестерня).
  

Цилиндрические зубчатые передачи (рисунок 1) бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колёса. С увеличением угла повышается прочность косозубых передач (за счёт наклона увеличивается площадь контакта зубьев, уменьшаются габариты передачи). Однако в косозубых передачах появляется дополнительная осевая сила, направленная вдоль оси вала и создающая дополнительную нагрузку на опоры. Для уменьшения этой силы угол наклона ограничивают 8-20°. Этот недостаток исключён в шевронной передаче.



Рисунок 1 – Основные виды цилиндрических зубчатых передач

Конические зубчатые передачи (рисунок 2) применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 90°. Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические. Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической. Для повышения нагрузочной способности конических колёс применяют колёса с непрямыми (тангенциальными, круговыми) зубьями.



Рисунок 2 – Конические зубчатые передачи

Достоинства зубчатых передач:

• 
  компактность;
  
• 
  возможность передавать большие мощности;
  
• 
  большие скорости вращения;
  
• 
  постоянство передаточного отношения;
  
• 
  высокий КПД.
  

Недостатки зубчатых передач:

• 
  сложность передачи движения на значительные расстояния;
  
• 
  жёсткость передачи;
  
• 
  шум во время работы;
  
• 
  необходимость в смазке.
  

Червячные передачи (рисунок 3) применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 90°. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары.



Рисунок 3 – Червячная передача

В отличие от большинства разновидностей зубчатых в червячной передаче окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают. Они направлены под углом и отличаются по значению. При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной низкого КПД, повышенного износа и заедания. Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса – бронза (реже – латунь, чугун).

Достоинства червячных передач:

• 
  большие передаточные отношения;
  
• 
  плавность и бесшумность работы;
  
• 
  высокая кинематическая точность;
  
• 
  самоторможение.
  

Недостатки червячных передач:

• 
  низкий КПД;
  
• 
  высокий износ, заедание;
  
• 
  использование дорогих материалов;
  
• 
  высокие требования к точности сборки.
  

Для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами применяют механизмы, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передаётся с помощью гибких звеньев. В качестве гибких звеньев применяются: ремни, шнуры, канаты разных профилей, провода, стальную ленту, цепи различных конструкций.

Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Для сохранности постоянства натяжения гибких звеньев в механизмах применяются натяжные устройства: ролики, пружины, противовесы и т.п.

Различают следующие разновидности передач с гибкими звеньями:

• 
  по способу соединения гибкого звена с остальными:
  
  • 
    фрикционные;
    
  • 
    с непосредственным соединением;
    
  • 
    с зацеплением;
    
• 
  по взаимному расположению валов и направлению их вращения:
  
  • 
    открытые;
    
  • 
    перекрёстные;
    
  • 
    полуперекрёстные;
    

Ременная передача (рисунок 4) состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы. Нагрузки передается за счёт сил трения, возникающих между шкивами и ремнём вследствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

• 
  плоскоременную;
  
• 
  клиноременную (получили наиболее широкое применение);
  
• 
  круглоременную.
  

Рисунок 4 – Ременная передача

Наибольшие преимущества наблюдаются в передачах с зубчатыми (поликлиновыми) ремнями.

Достоинства ременных передач:

• 
  возможность передачи движения на значительные расстояния;
  
• 
  плавность и бесшумность работы;
  
• 
  защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;
  
• 
  защита механизмов от перегрузки за счёт возможного проскальзывания ремня;
  
• 
  простота конструкции и эксплуатации (не требует смазки).
  

Недостатки ременных передач:

• 
  повышенные габариты (при равных условиях диаметры шкивов в 5 раз больше диаметров зубчатых колёс);
  
• 
  непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня;
  
• 
  повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач);
  
• 
  низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).
  

Цепная передача (рисунок 5) основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

• 
  ведущей звёздочки;
  
• 
  ведомой звёздочки;
  
• 
  цепи, которая охватывает звёздочки и зацепляется за них зубьями;
  
• 
  натяжных устройств;
  
• 
  смазывающих устройств;
  
• 
  ограждения.
  

Рисунок 5 – Цепные передачи: а) с роликовой цепью; б) с зубчатой пластинчатой цепью

Область применения цепных передач:

• 
  при значительных межосевых расстояниях;
  
• 
  при передаче от одного ведущего вала нескольким ведомым;
  
• 
  когда зубчатые передачи неприменимы, а ременные недостаточно надёжны.
  

По типу применяемых цепей бывают:

• 
  роликовые;
  
• 
  втулочные (лёгкие, но большой износ);
  
• 
  роликовтулочные (тяжёлые, но низкий износ);
  
• 
  зубчатые пластинчатые (обеспечивают плавность работы).
  

Достоинства цепных передач (по сравнению с ременной передачей):

• 
  большая нагрузочная способность;
  
• 
  отсутствие скольжения и буксования, что обеспечивает постоянство передаточного отношения и возможность работы при кратковременных перегрузках;
  
• 
  принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи;
  
• 
  могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях.
  

Недостатки цепных передач связаны с тем, что звенья располагаются на звёздочке не по окружности, а по многоугольнику, что влечёт:

• 
  износ шарниров цепи;
  
• 
  шум и дополнительные динамические нагрузки;
  
• 
  необходимость обеспечения смазки.
  

Фрикционная передача – кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии (рисунок 6). [3]

Рисунок 6 – Фрикционные передачи

Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.

Фрикционные передачи делятся:

• 
  по расположению валов:
  
  • 
    с параллельными валами;
    
  • 
    с пересекающимися валами;
    
• 
  по характеру контакта:
  
  • 
    с внешним контактом;
    
  • 
    с внутренним контактом;
    
• 
  по возможности варьирования передаточного отношения:
  
  • 
    нерегулируемые;
    
  • 
    регулируемые (фрикционный вариатор);
    
• 
  при наличии промежуточных тел в передаче по форме контактирующих тел:
  
  • 
    цилиндрические;
    
  • 
    конические;
    
  • 
    сферические;
    
  • 
    плоские.
    

0