Тема 3.2. Общие сведения о передачах.

Лекция № 2

Тема 3.2. Общие сведения о передачах.

Содержание лекции

- назначение и классификация передач;

- основные характеристики передач;

- кинематические и силовые расчеты;

Назначение передач

      Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы рабочей машины не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.

 - требуемые скорости рабочих органов машины часто не совпадают со скоростями стандартных двигателей;

- скорости рабочего органа машины часто необходимо регулировать (изменять) в процессе работы;

- большинство рабочих органов машин должны работать при малых скоростях и обеспечивать большие вращающие моменты, а высокооборотные двигатели экономичнее;

- двигатели изготовляют для равномерного вращательного движения, а в машинах иногда требуется прерывистое поступательное движение с изменяющимися скоростями.

Классификация механических передач

- по принципу передачи движения: передачи трением и передачи зацеплением;

-внутри каждой группы существуют передачи непосредственным контактом и передачи гибкой связью;

 - по взаимному расположению валов: передачи с параллельными валами (цилиндрические, передачи с пересекающимися осями валов (конические), передачи со скрещивающимися валами (червячные, цилиндрические с винтовым зубом, гипоидные);

- по характеру передаточного числа: с постоянным передаточным числом и с бесступенчатым изменением передаточного числа (вариаторы).

        В каждом передаточном механизме различают два основных звена:

ведущее и ведомое звено. Между ведущим и ведомом звеньями в многоступенчатых передачах размещаются промежуточные звенья.

 

           М₁w₁ n₂            Ведущее звено

           Р  

 

                               

                                            

                                                                      М₂w₂ n₂           

                                                                  

                                                                                Ведомое звено

                                                             

 

Основные характеристики передач

       Особенности каждой передачи и ее применение определяются следующими основными характеристиками, необходимые для выполнения проектного расчета любой передачи:

1) мощность на ведущем P1 и ведомом P2 валах;

2)  вращающие моменты Т1 и Т2 на тех же валах: Т=Р/ w = F‧ d/2;

3) угловые скорости ведущего ω₁ и ведомого ω₂ валов.

 

Лекция № 3

Тема 3.3. Фрикционные и ременные передачи.

Фрикционные передачи.

Содержание лекции.

- назначение и область применения фрикционных передач;

 - достоинства фрикционных передач;

- недостатки фрикционных передач;

- материалы тел качения фрикционных передач;

 - кинематика фрикционной передачи;

- критерии работоспособности фрикционной передачи;

- виды фрикционных передач;

- разновидности вариаторов;

- область применения ременных передач

 - классификация ремённых передач 

- достоинства ремённых передач

- недостатки ремённых передач

-типы ремней

 

Виды скольжения.

    При передаче вращательного момента за счёт трения, возникающей на площадке контакта прижатых друг к другу катков, неизбежно возникает относительное проскальзывание их рабочих поверхностей, причём рабочая поверхность ведущего катка является опережающей, а рабочая поверхность ведомого катка – отстающей. Степень этого проскальзывания зависит от предварительного окружного усилия, упругих свойств материала катков и поэтому называется упругим скольжением, сопутствующим работе фрикционной передачи с катками любой формы

Схема фрикционной передачи

    При перегрузках, когда сила трения на площадке контакта катков оказывается меньше окружного условия, ведомый каток останавливается, ведущий каток скользит по нему и наступает буксование, приводящее к интенсивному местному износу ведомого катка.

Скольжение является причиной износа, снижения КПД и непостоянства передаточного числа фрикционных передач.

 

Ременные передачи.

Общие сведения

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем.Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

 

             Схема ременной передачи.

Недостатки ремённых передач

- большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей. 

- малая долговечность ремня в быстроходных передачах.

 - большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня. 

- непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня. 

- неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня.

                                                 Типы ремней

Материалы ремней должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью, эластичностью, долговечностью и иметь низкую стоимость. Плоскоременная передача имеет простую конструкцию и вследствие большой гибкости ремня обладает повышенной долговечностью. Эта передача рекомендуется при больших межосевых расстояниях до 15м и высоких скоростях до 100м/с. Для плоскоременной передачи применяют следующие ремни:

1) кордошнуровые прорезиненные v  35м/с

2) синтетические тканые   (из капроновой ткани, покрытой полиамидной пленкой с высоким коэффициентом трения) – в быстроходных и сверхбыстроходных передачах из-за малой массы при с v  100м/с

3) резинотканевые состоят из нескольких слоев ткани, связанных вулканизированной резиной – в передачах больших габаритов;

4) текстильные ремни - хлопчатобумажные и шерстяные – обладают низкой тяговой способностью и долговечностью, поэтому не находят широкого применения;

5) кожаные - обладают высокой тяговой способностью и долговечностью. Их применяют для передачи переменных и ударных нагрузках, дефицитны. Концы ремней соединяют путем склеивания, сшивания, скрепления.

Клиноременная передача благодаря повышенному сцеплению ремня

и шкива передает большую мощность, допускает меньший угол обхвата на малом шкиве, следовательно, может иметь по сравнению с плоскоременной передачей меньшее межосевое расстояние. Долговечность клиновых ремней меньше. Из-за их высоты большие потери на трение и деформации изгиба. Клиновые ремни бывают двух типов:

                        1) кордтканевые;

                        2) кордшнуровые.

Кордтканевые ремни более долговечны, но в передачах с малыми диаметрами шкивов применяют кордошнуровые ремни.

Зубчато-ременные передачи. Зубчатые ремни  представляют собой ленту с зубьями на внутренней поверхности. Они состоят из стальных тросов и эластичного материала – резины или пластмассы

Контрольные вопросы

1. Каково назначение фрикционных передач?

2. Какими достоинствами и недостатками обладают фрикционные передачи?

3. Какие виды фрикционных передач вам известны?

4. За счет чего происходит работа фрикционной передачи?

5. Что является основным критерием работоспособности фрикционной передачи?

6. Какие материалы используются для изготовления катков?

7. Какие требования предъявляются к материалам катков?

8. Что называют вариатором? Для чего они служат?

9. Какие виды вариаторов вам известны?

10. Что является основной кинематической характеристикой вариаторов?

11 Какие виды ременных передач различают по форме поперечного сечения ремня?

12. Какими достоинствами и недостатками обладают ременные передачи по сравнению с другими видами передач?

13. Почему в приводах ременная передача является обычно быстроходной ступенью?14. Из каких материалов изготавливают ремни для плоскоременной передачи?

15. Какими достоинствами и недостатками обладает клиноременная передача по сравнению с плоскоременной передачей?

16. Чем отличается работа зубчато-ременной передачи от других ременных передач?

 

Лекция № 4

Тема 3.4.Зубчатая передача.

Содержание лекции:

- общие сведения о зубчатых передачах;

- классификация и область применения;

- основы зубчатого зацепления;

- виды разрушения зубчатых колес;

- основные критерии работоспособности и расчета.

Недостатки зубчатых передач

1) повышенные требования к точности изготовления и монтажа; 

2) шум при больших скоростях;

3) высокая жёсткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

 

Геометрия зубчатых колес

          Поверхности взаимодействующих зубьев должны обеспечивать постоянство передаточного числа.  Все геометрические параметры зубчатых колес стандартизованы. В прямозубой передаче зубья входят в зацепление сразу по всей длине. Это явление сопровождается ударами и шумом, сила которых возрастает с увеличением окружной скорости v колёс. Как правило, применяется в открытом и реже в закрытом исполнении.

 

 

 a_w - межосевое расстояние;

d₁, d₂ - диаметры делительных окружностей;

   Делительная окружность это окружность на которой ширина зуба равна ширине впадины.

Делительная окружность делит зуб на две части: головку и ножку

h_a - высота головки;

h_f – высота ножки зуба;

h – высота зуба;

     d_f - диаметры окружностей впадин;

     d_a - диаметры окружностей выступов;

Основной параметр зубчатых колес – модуль m.

Модуль равен отношению окружного шага зубьев p_t по делительной окружности к числу π:                                                                                                        

 

m

 

    Передаточное отношение (число) u =  = =

 

    Значение u ограничивается габаритами передачи. По СТ СЭВ 229-75 значения u (1 ряд) 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 и т.д.

     Для одноступенчатых стандартных редукторов не рекомендуется принимать u>5,0.  

     Основные геометрические размеры определяют в зависимости от модуля m числа зубьев z:

 

        Делительная окружность - d, начальная окружность - dw,                                              диаметры делительный и начальный.

d₁ = d_w = mz₁

d₂ = d_w = mz₂

 

В соответствии с параметрами исходного контура зубчатой рейки получим диаметры вершин da и впадин df зубьев:  

                                                                  

                                         d_a = d + 2h_a = d +2m

d_f = d – 2 h_f = d – 2,5 m

 

     Межосевое расстояние передачи   a_w =  (z ₁ + z ₂)

 

      Ширина зубчатого венца колеса b ₂ =  ‧ w_a                          

где  – коэффициент ширины венца колеса.

         Ширина венца шестерни при твёрдости рабочих поверхностей зубьев менее 350 НВ: b ₁ = 1,1 b ₂   

         Более широкая шестерня учитывает возможное осевое смещение зубчатых колёс из-за неточности сборки, кроме того, это важно при приработке зубьев, когда более твёрдая шестерня перекрывает по ширине более мягкое колесо.

 

Лекция № 2

Тема 3.2. Общие сведения о передачах.

Содержание лекции

- назначение и классификация передач;

- основные характеристики передач;

- кинематические и силовые расчеты;

Назначение передач

      Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы рабочей машины не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.

 - требуемые скорости рабочих органов машины часто не совпадают со скоростями стандартных двигателей;

- скорости рабочего органа машины часто необходимо регулировать (изменять) в процессе работы;

- большинство рабочих органов машин должны работать при малых скоростях и обеспечивать большие вращающие моменты, а высокооборотные двигатели экономичнее;

- двигатели изготовляют для равномерного вращательного движения, а в машинах иногда требуется прерывистое поступательное движение с изменяющимися скоростями.