Лекция_Общие сведения о механических передачах

Тема. Механические передачи

ЛЕКЦИЯ Общие сведения о механических передачах

1. Привод машины
2. Назначение и классификация механических передач
3. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах

Учебные вопросы

1. Привод машины

Понятие привода машины

Выполнение технологического процесса в машинах осуществляется с помощью исполнительных органов.

Привод – устройство, приводящее в движение механизм или машину.

Понятие привода машины

Привод общего назначения:
1 – муфта фланцевая; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор одноступенчатый цилиндрический,
прямозубый; 4 – ремень

2. Назначение и классификация механических передач

Общие сведения

Механические устройства, применяемые для передачи энергии от источника к потребителю с изменением угловой скорости или вида движения, называют механическими передачами (передачами).

Двигатель

Передача

Исполнительный орган

N1, n1, T1

N2, n2, T2

u, η

N – мощность, n – частота вращения, T – крутящий момент,
u – передаточное отношение, η – кпд

Общие сведения

Звено передачи, которое получает движение от машины двигателя, называется ведущим (1). Звено, которому передается движение, называется ведомым (2).

Функции механических передач

передавать механическую энергию;
понижать или повышать угловые скорости, соответственно повышая или понижая вращающие моменты;
преобразовывать один вид движения в другой (вращательного в возвратно-поступательное, равномерного в прерывистое);
реверсирование движения (прямой и обратный ход);
распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

Функции механических передач

передавать механическую энергию;
понижать или повышать угловые скорости, соответственно повышая или понижая вращающие моменты;
преобразовывать один вид движения в другой (вращательного в возвратно-поступательное, равномерного в прерывистое);
реверсирование движения (прямой и обратный ход);
распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

Классификация механических передач

1. По способу передачи движения различают механические передачи:
трением (фрикционные, ременные);
передачи зацеплением (зубчатые, червячные, винтовые, цепные).

Классификация механических передач

2. По способу соединения звеньев:
передачи с непосредственным контактом (фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка);
передачи с гибкой связью (ременные, цепные).

Классификация механических передач

3. По взаимному расположению осей валов в пространстве:
между параллельными (зубчатые цилиндрические);
между пересекающимися (зубчатые конические);
между перекрещивающимися (червячные).

Классификация механических передач

Классификация механических передач

4. По характеру изменения скорости:
понижающие (скорость вращения ведущего звена больше скорости вращения ведомого);
повышающие (скорость вращения ведущего звена меньше скорости вращения ведомого).
5. По характеру изменения передаточного отношения:
передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением;
передачи с переменным передаточным отношением, изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе.

Классификация механических передач

6. По характеру движения осей валов:
простые: оси валов в пространстве неподвижны (коробки скоростей, редукторы);
планетарные: оси валов перемещаются в пространстве (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами).
7. По конструктивному исполнению:
открытые;
закрытые.

Классификация механических передач

Классификация механических передач

8. По числу ступеней отдельных передач, взаимно связанных и одновременно участвующих в передаче движения:
одноступенчатые;
многоступенчатые.

3. Основные кинематические и силовые соотношенияв передачах

Основными характеристиками передач являются

передаточное число (отношение);
передаваемая мощность;
КПД передачи

мощность на ведущем и ведомом валах;
вращающие моменты и на тех же валах;
угловые скорости ведущего и ведомого валов.

Расчетная схема

Схема двухступенчатой передачи

Расчетная схема

Расчетная схема

Основные характеристики механических передач

Коэффициент полезного действия (КПД)



Коэффициент потерь

Основные характеристики механических передач

Для многоступенчатой передачи, включающей k последовательно соединённых ступеней, общий КПД равен произведению КПД отдельных ступеней:
 ηобщ = η1η2…ηk–1ηk.

Основные характеристики механических передач

3. Усилие, действующее по линии движения на поступательно движу­щейся детали (например, на ползуне кривошипно-ползунного механизма) F = P/v, где P – мощность, подведённая к этой детали, а v – её скорость;
Момент, действующий на каком-либо из валов передачи, T = P/w, где P – мощность, подведенная к этому валу, а w – скорость его вращения.
4. Окружная (касательная) скорость в любой точке вращающегося элемента (колеса, шкива, вала), лежащей на диаметре D этого элемента равна:

Основные характеристики механических передач

5. Тангенциальная (окружная или касательная) сила равна



6. Передаточное отношение – это отношение скорости входного звена к скорости выходного звена, что для вращательного движения выразится следующим образом



При i > 1 передача понижающая (редуктор), если i < 1 передача повышающая (мультипликатор).
верхний знак (плюс) соответствует одинаковому направлению вращения входного и выходного звеньев (валов), а нижний – встречному.

Основные характеристики механических передач

7. Передаточное число – отношение числа зубьев (диаметра) большего колеса к числу зубьев (диаметру) меньшего колеса. Не может быть меньше 1


Для понижающей передачи u = |i|;
для повышающей передачи u = 1/ |i|.

Основные характеристики механических передач

В многоступенчатой передаче с последовательным расположением k ступеней (что чаще всего наблюдается в технике) передаточное число и передаточное отношение равны

Коробка передач

Коробка передач

Крутящий момент тяговая характеристик

Коробка передач

Выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив — выигрывая в скорости, теряем в силе. Если в передаче участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.
Коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.
Механическая коробка передач представляет собой набор параллельных валов, на которых «нанизаны» шестерни.
В любой коробке передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).