Передачи вращательного движения

Общие сведения о механических передачах

Для приведения в движение рабочих машин механическая энергия им передается от машин-двигателей (двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и т.п.). Как правило, двигатели и исполнительные органы рабочих машин связываются между собой при помощи механизмов, называемых передачами. Передачи бывают механические, гидравлические, пневматические и электрические. В лесном хозяйстве основное применение нашли механические передачи. Наибольшее распространение в механических передачах нашло вращательное движение. Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к её потребителям с увеличением крутящего момента за счёт уменьшения частоты вращения, называется силовой передачей или трансмиссией.

Механические передачи классифицируются по следующим признакам:

  • - по способу передачи движения: трением - фрикционные, ремённые; зацеплением зубчатые, червячные, цепные, винт-гайка.
  • - по способу соединения звеньев: с непосредственным контактом - фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка; с гибкой связью - ремённые, цепные.

Звено передачи, получающее движение от двигателя, называется ведущим; звено, которому передаётся движение, называется ведомым. Между ведущим и ведомым звеньями могут располагаться промежуточные звенья.

На рис. 93,а показана схема передачи с гибкой связью, а на рис. 93,6 - передача с непосредственным контактом. На схемах индексом 1 обозначены ведущие звенья и параметры, относящиеся к ним; индексом 2 - ведомые звенья и их параметры. Следует отметить, что при гибкой связи направление вращения ведущего и ведомого звена совпадает, а при передаче с непосредственным контактом - изменяется на противоположное. В этом случае для совпадения направления вращения между ведущим и ведомым звеном устанавливается промежуточное звено.

Механические передачи

Рис. 93. Механические передачи: а - гибкой связью; б - с непосредственным контактом

Основными параметрами вращательных передач являются передаточное число, передаваемая мощность и КПД.

Передаточным отношением называется отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена. Оно может быть больше, меньше или равно единице.

Передаточным числом называется отношение большей угловой скорости к меньшей. Передаточное число не может быть меньше единицы.

Для унификации передаточные отношения и передаточные числа всех передач обозначаются буквой и и при необходимости с двойным индексом, соответствующим ведущему и ведомому звеньям. Так, передаточное отношение одноступенчатой передачи будет

где ©1 и ©2 - угловая скорость соответственно ведущего и ведомого звеньев;

п и п2 - частота вращения ведущего и ведомого звеньев.

Однако следует отметить, что в расчётные формулы на прочность деталей машин всегда входят передаточные числа, то есть и ? 1.

Передачи, у которых угловая скорость ведомого звена меньше угловой скорости ведущего, то есть ©i > ©2, называются понижающими; в противном случае, когда ©i< ©2 - повышающими.

Закрытая передача, предназначенная для изменения угловых скоростей и крутящих моментов, называется редуктором.

Механические передачи бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Передаточное отношение ряда последовательно соединенных передач равно произведению передаточных отношений. Так, для двухступенчатого редуктора общее передаточное отношение будет

или в общем виде

Передачи выполняют с постоянным или с переменным передаточным отношением. Изменение передаточного отношения может быть ступенчатым или бесступенчатым. Ступенчатое регулирование передаточного отношения осуществляется в коробках скоростей тракторов, автомобилей, металлорежущих станков и т.п. Бесступенчатое (плавное) изменение передаточного отношения осуществляется в передачах, называемых вариаторами.

В передачах, показанных на рис. 93 вращающий момент Ми приложенный к ведущему звену 1 передаёт ведомому звену 2 окружное усилие F,. Для любого звена вращающий момент и окружное усилие связаны зависимостью

откуда окружное усилие будет

Следовательно, согласно третьему закону Ньютона, окружные усилия ведущего и ведомого звеньев равны, но противоположно направлены, то есть

Из этого следует, что вращающие моменты на ведущем и ведомом валах будут различны и пропорциональны диаметрам соответствующих звеньев.

Из теоретической механики известно, что при вращательном движении мощность равна

Отношение мощности N2 на ведомом валу передачи к мощности N] на ведущем валу называется коэффициентом полезного действия (КПД) и записывается в виде:

или в общем виде при передаче от первого до /-того ваза

Механический КПД характеризует механические потери в передаче и зависит от вида передач. Его значения приводятся в справочной литературе и колеблются в пределах от 0,25 до 0,98.

В многоступенчатых передачах при последовательном соединении ступеней общий КПД находится как произведение КПД каждой ступени в отдельности:

В случае небольших механических потерь, когда ими можно пренебречь, вращающий момент записывается в виде:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >