Характеристики механических передач

Передачи.

Современные машины приводятся в движение главным образом топливными и электрическими двигателями. Как правило, каждая машина имеет три основные части:

1. передаточный механизм (передача)
2. двигатель
3. исполнительный (рабочий) орган

Устройство для приведения в действие машины называется приводом.

Привод состоит из: двигателя, силовой передачи и системы управления. В силу специфики законов термогазодинамики и электромагнетизма, двигатели более быстроходны, чем было бы удобно для человека, к тому же их скорость сложно и плохо регулируется. Возникает необходимость согласования режимов работы двигателя и исполнительного органа, с которым, собственно, и имеет дело оператор. Для этого созданы передачи. Механическими передачами или просто передачами называются механизмы, которые преобразуют параметры движения от двигателя к исполнительным органам машины, как правило, с преобразованием скорости и изменением вращающегося момента.

Следовательно, передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций:

а) понижать (или повышать) частоту вращения, соответственно повышая (или понижая) вращающий момент;

б) преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в поступательное, равномерное в прерывистое и т.д.);

в) регулировать частоту вращения рабочего органа машины;

г) реверсировать движение (прямой и обратный ход);

д) распределять энергию двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

Классификация передач

по принципу действия:

- передача с зацеплением (зубчатые, червячные, цепные)

- передачи трением (фрикционные, ременные)

по способу соединения ведущего и ведомого звеньев

-передача непосредственного контакта (зубчатые, червячные, фрикционные)

- передача гибкой связью (цепные, ременные)

Передачи трением имеют повышенную изнашиваемость рабочих поверхностей, так как в них неизбежно проскальзывание одного звена относительно другого. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.

Перечисление основных функций передач позволяет отметить их большое значение для машиностроения. Совершенствованию передач уделяют много внимания с целью: расширить пределы передаваемой мощности и скорости, снизить габариты и вес, увеличить долговечность и пр.

В механической передаче звенья, передающие вращающий момент, называются ведущими, а воспринимающие – ведомыми.

Параметры передачи, относящиеся к ведущим звеньям, обозначаются с индексом1, а к ведомому – с индексом 2.

d₁ и d₂ – диаметры ведущего и ведомого звеньев;

ω₁,T₁;ω₂,T₂ – угловые скорости и вращающие моменты на ведущем и ведомом валах.

Вращающийся момент на ведущем валу T₁ является моментом движущихся сил, его направление совпадает с направлением вращения вала. Момент на ведомом валу T₂ является моментом сил сопротивления, поэтому его направление противоположно направлению вращения вала.

Характеристики механических передач

Основные:

1. мощность на выходном валу - P₂
2. быстроходность – угловая скорость выходного валаω₂=π∙n₂/30 или его частота вращения n₂

3. передаточное число –u =ω₁/ω₂ = n₁/n₂, (u >1)

Передачу, понижающую угловую скорость (частоту вращения) называютредуктором, повышающую – мультипликатором.

Редуктор Мультипликатор

ω₂<ω₁ ω₂>ω₁

Дополнительные:

1 механический КПД передачи η = Р₂/Р₁;2 окружная скорость звена, м/сυ = ω∙d/2;3окружная сила,Н F_t = P/υ =2∙T/d, откуда P=υ∙F_t4 вращающий момент, Н·м Т = Р/ω = F_t·d/2, где: P, Вт; d, м; ω, рад/c.

Механические передачи бывают одноступенчатые и многоступенчатые.

Общее передаточное число многоступенчатой передачи равно произведению частных передаточных чисел отдельных ступеней: u_общ = u₁·u₂·…∙u_n

При этом КПД передачи:η_общ = η₁ · η₂ ·…∙η_n

Если в составе передач находятся другие устройства, где возможна потеря мощности (муфты, подшипники и др.), то это учитывается при расчете общего КПД привода.

Например, для одноступенчатого зубчатого редуктора общий КПД . где h₃ , h_n , h_p– коэффициенты, характеризующие потери энергии соответственно в зацеплении колес, в одной паре подшипников, на перемешивание и разбрызгивание масла в корпусе редуктора.

Кинематические схемы приводов машин.

Принципы устройства машин и их приводов, а так же принципы их работы и анализируют с помощью кинематических схем, на которых представляют в определенной взаимосвязи совокупность кинематических элементов. Приведем основные обозначения:

Примеры: