Понятие о передаточном отношении

Общие сведения о механических передачах

Для увеличения производительности и облегчения физического и умственного труда человека создаются машины - механические устройства, выполняющие движения для преобразования энергии материалов или информации. Металлорежущие станки - это машины для обработки материалов резанием.

Между двигателем и рабочими органами станка имеются промежуточные устройства - механические передачи. Это необходимо поскольку:

1) скорость рабочего органа в процессе работы необходимо изменять, а скорость приводной части (напр., электродвигателя) обычно постоянна,

2) нередко от одного двигателя необходимо приводить в движение несколько механизмов с различными скоростями (напр., вращение шпинделя и перемещение суппорта при точении);

3) нередко рабочие органы совершают возвратно-поступательные движения, а двигатель имеет вращающийся вал.

Механические передачи - это механизмы, служащие для передачи движения на расстояние, чаще с преобразованием скоростей, иногда с преобразованием вида движения.

Классификация механических передач:

По принципу передачи движения:

-передачи трением (ремённые, фрикционные)

-передачи зацеплением (зубчатые, зубчато-реечные, червячные, цепные).

По способу соединения деталей:

-передачи с непосредственным контактом тел вращения (зубчатые, фрикционные);

-передачи с гибкой связью (ремённые, цепные).

Каждая передача характеризуется определенными параметрами, которые позволяют найти перемещение ведомого звена соответствующее определенному перемещению ведущего звена. Для всех передач, у которых ведущее и ведомое звенья вращаются, таким параметром является передаточное отношение.

Передаточное отношение - это отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего:

где n₁, n₂ - частоты вращения ведущего и ведомого валов,мин^-1

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

где n_дв – частота вращения двигателя, мин-1; i_общ=i₁∙i₂∙i_n – общее передаточное отношение кинематической цепи, связывающей двигатель со шпинделем (i₁,∙i₂…∙i_n —.передаточные отношения механических передач, входящих в кинематическую цепь).

3.3.3. Ремённые передачи

Ремённая передача — механизм, служащий для преобразования вращательного движения при помощи шкивов, закреплённых на валах, и надетого на них с натяжением гибкого ремня. Нагрузка передаётся силами трения, возникающими между шкивами и ремнём.

Достоинства ремённых передач:

• простота конструкции и эксплуатации;

• плавность и бесшумность работы, смягчение вибраций, толчков и ударов благодаря упругости ремня;

• быстроходность;

• предохранение механизмов от перегрузки вследствие возможного проскальзывания ремня;

• возможность передачи вращения на большие расстояния (до 12 м) и под различными углами.

Недостатки ремённых передач:

• малая долговечность приводного ремня (из-за его износа);

• сравнительно большие габариты и ограниченная передаваемая мощность;

• большие нагрузки на валы и их опоры (от натянутого ремня);

• непостоянство передаточного отношения большинства ремённых передач (из-за проскальзывания ремня).

Виды ремённых передач в зависимости от формы поперечного сечения ремня

(по рис. 3.8):

- плоскоремённые с прямоугольным профилем поперечного сечения (а). Они предпочтительны при больших межосевых расстояниях. Ремни обладают большой гибкостью и повышенной долговечностью, шкивы просты по конструкции. Эти передачи применяют при весьма высоких скоростях ремня (до 100 м/с). По сравнению с другими механическими передачами плоскоремённая передача обеспечивает наиболее спокойный ход без вибраций;

- клиноремённые с трапециевидным профилем поперечного сечения (б). По сравнению с плоскоремёнными клиноремённые передачи обладают большей тяговой способностью. При одинаковой передаваемой мощности они требуют меньшего натяжения, создают меньшие нагрузки на валы и опоры, применяют при меньших межосевых расстояниях. Однако стандартные ремни не допускают скорость более 30 м/с. Недостатком является неравномерная нагрузка на ремни, что снижает их долговечность, так как в передаче с несколькими ремнями неизбежен разброс их размеров и упругих свойств, что приводит к появлению различия в натяжении ремней и в передаточных отношениях отдельных ручьёв);

— поликлиноремённые (поликлиновые) с плоскими ремнями, имеющими продольные клиновые выступы (рёбра) на внутренних поверхностях ремня, входящие в кольцевые канавки шкивов (в). Сочетание преимуществ клиновых ремней (повышенное сцепление со шкивами) и гибкости, характерной для плоских ремней, позволяет использовать поликлиновые ремни на шкивах малого диаметра. Скорость ремня до 50 м/с. Передачи обладают большой демпфирующей способностью;

— круглоремённые с круглым профилем поперечного сечения ремня (г); передачи применяют при небольших передаваемых мощностях, например, в приборах, настольных станках;

— зубчато-ремённые передачи (д) с плоскими ремнями, имеющими на внутренней поверхности зубья трапецеидальной формы, которые входят в зацепление с зубчатым шкивом. По сравнению с другими ремёнными эти передачи более компактны, а по сравнению с цепными работают более плавно, с меньшим шумом и не требуют смазки и особого ухода. Зубчато-ремённые передачи имеют хорошую тяговую способность, постоянное передаточное отношение, небольшие нагрузки на валы и опоры, незначительное вытяжение ремня.

Первые четыре являются передачами трением, последняя - зацеплением.

В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиноремённые передачи; в последнее время увеличивается применение поликлиновых и зубчатых ремней, а также плоских ремней из синтетических материалов, обладающих высокой долговечностью.

В зависимости от взаимного расположения осей валов ремённые передачи классифицируют на:

открытые с параллельными осями валов и вращением их шкивов в одном направлении (рис.3.9, а);

перекрёстные с параллельными осями валов и вращением шкивов в противоположных направлениях (см. рис. 3.9, б);

угловые с направляющими роликами и с перекрещивающимися или пересекающимися осями валов (см. рис. 3.9, г).

Клиновые, поликлиновые и зубчатые ремни можно применять только в открытых передачах. Наибольшее распространение имеют открытые плоско и клиноремённые передачи.-