Кинематические и силовые соотношения в механических передачах

ЛЕКЦИЯ 2 МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ

Основные сведения

Для приведения в движение машин-орудий необходима механическая энергия: эта энергия получается в электрических, тепловых и других машинах-двигателях. Чаще всего механическая энергия, используемая для привода в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя.

Как правило, вал двигателя имеет иную, обычно большую, угловую скорость (частоту вращения), чем вал приводимой машины. В сравнительно редких случаях ведомый вал может быть непосредственно связан с ведущим валом (примером является вентилятор); обычно между валами двигателя 1 и машины-орудия 3 вводят промежуточные устройства 2, которые называют передачами (рисунок 1).

Рисунок 1. Механизм барабанной лебедки

В современных машинах передача энергии может осуществляться механическими, гидравлическими, пневматическими и другими устройствами. В курсе «Детали машин» рассматривают только механические передачи.

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов движения.

Основные причины применения передач в машинах:

- 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

Механические передачи классифицируют:

1 по принципу действия и взаимному расположению звеньев:

- передачи трением с непосредственным контактом

звеньев — фрикционные

- передачи трением с использованием промежуточного

звена — ременные;

- передачи зацеплением с непосредственным контактом

звеньев — зубчатые, червячные, винтовые;

- передачи зацеплением с использованием промежуточного

звена — цепные.

2по характеру изменения скорости:

- понижающие и повышающие передачи;

- регулируемые и нерегулируемые

3 по конструктивному исполнению:

- открытые передачи, не имеющие общего корпуса (применяют

при невысоких скоростях - до 3...4 м/с и, как правило, в безопас-ных местах);

- полуоткрытые, обычно снабжающиеся защитным кожухом, но подшипники, как правило, выполняются отдельно в закрытом

исполнении;

- закрытые, имеющие общий корпус, в котором расположены

все узлы передачи и куда заливается смазочное масло.

4 по числу ступеней:

- одноступенчатые передачи;

- многоступенчатые однотипные и комбинированные из разных типов передач.

Кинематические и силовые соотношения в механических передачах

В машиностроении принято обозначать угловые и окружные скорости, частоту вращения, диаметры вращающихся деталей ведущих валов индексами нечетных цифр, ведомых — четными.

В каждой механической передаче различают ведущее звено 1,от которого передается движение, и ведомое звено 2, которому сообщается это движение, следующее ведущее звено 3, ведомое - 4 и т.д.

Параметры любой механической передачи:

1 Мощность на входе и выходе – Р₁, Р₂ -Вт, кВт

2 Частота вращения ведущего и ведомого звеньев или угловая скорость вращения, соответственно – n₁, n₂– об/мин, ɷ₁, ɷ₂ – рад/с

ɷ =