Механические передачи. Классификация

Министерство образования и  науки РФ

 

Институт инженерных технологий, регионального

предпринимательства и информатики (ИРПИ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

По дисциплине: Прикладная механика

 

На тему:

«Механические передачи. Классификация»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         Выполнил: Салтыков М.Н.

                                         Студент 4 курса

                                                       инженерный факультета

                                               Проверил: Попов В.В.

 

 

 

 

г. Покров

 

2012

 

 

Содержание:

 

Введение /3-4/

Механическая  передача /4-5/

Классификация /5-7/

Зубчатая  передача /7-8/

Гипоидная передача /8/

Основные  кинематические и силовые отношения  в передачах/9-11/

Механизмы управления /11-12/

Фрикционная передача /12-13/

Волновая  передача/13-14/

Цепная передача /14-15/

Пример /15-19/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Передачи  имеют широкое распространение  в машиностроении по следующим причинам:

1)  энергию  целесообразно передавать при  больших частотах вращения;

2) требуемые  скорости движения рабочих органов  машин, как правило, не совпадают  с оптимальными скоростями двигателя;  обычно ниже, а создание тихоходных  двигателей вызывает увеличение  габаритов и стоимости;

3) скорость  исполнительного органа в процессе работы машины-орудия необходимо  изменять  (например,  у автомобиля,   грузоподъемного крана, токарного станка), а скорость машины-двигателя чаще постоянна (например, у электродвигателей);

4) нередко  от одного двигателя необходимо  приводить в движение несколько механизмов с различными скоростями;

5) в отдельные  периоды работы исполнительному  органу машины требуется передать  вращающие моменты, превышающие  моменты на валу машины-двигателя,  а это возможно выполнить за  счет уменьшения угловой скорости вала машины-орудия;

6) двигатели  обычно выполняют для равномерного  вращательного движения, а в машинах  часто оказывается необходимым  поступательное движение с определенным  законом; 

7) двигатели  не всегда могут быть непосредственно  соединены с исполнительными механизмами из-за габаритов машины, условий техники безопасности и удобства обслуживания.

Как правило, угловые скорости валов большинства  используемых в настоящее время  в технике двигателей (поршневых  двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных, электрических, гидравлических и пневматических двигателей) значительно превышают угловые скорости валов исполнительных или рабочих органов машин, порой на 2-3 порядка. Поэтому доставка (передача) энергии двигателя с помощью передачи любого типа, в том числе и механической, происходит, как правило, совместно с одновременным преобразованием моментов и угловых скоростей (в сторону повышения первых и понижения последних).

При этом необходимо отметить, что конструктивное обеспечение  функции транспортного характера – чисто передачи энергии иной раз вступает в логическое противоречие с направлением задачи конечного преобразования силовых и скоростных параметров этой энергии. Например, в трансмиссиях многих транспортных машин (особенно высокой проходимости) входной редуктор сначала повышает частоту вращения, понижение ее до требуемых пределов производят бортовые или колесные редукторы.

Этот прием  позволяет снизить габаритно-весовые  показатели промежуточных элементов  трансмиссии (коробок перемены передач, карданных валов) – размеры валов и шестерен пропорциональны величине передаваемого крутящего момента в степени 1/3. 

Аналогичный принцип используется при передаче электроэнергии – повышение напряжения перед ЛЭП позволяет значительно  снизить тепловые потери, определяемые в основном силой тока в проводах, а заодно уменьшить сечение этих проводов.

Иногда передача механической энергии двигателя  сопровождается также преобразованием  вида движения (например, поступательного  движения во вращательное или наоборот) или законов движения (например, равномерного движения в неравномерное).

Широко известными образцами таких передач являются кривошипно-шатунный механизм и кулачковый привод механизма газораспределения.

 

Механическая  передача

 

Механическая  передача — механизм, служащий для передачи и преобразования механической энергии от энергетической машины до исполнительного механизма (органа) одного или более, как правило, с изменением характера движения (изменения направления, сил, моментов и скоростей). Как правило, используется передача вращательного движения.

механическая  энергия  - описывает сумму потенциальной и кинетической энергии, имеющихся в компонентах механической системы. Механическая энергия — это энергия, связанная с движением объекта или его положением, способность совершать механическую работу.

Закон сохранения механической энергии утверждает, что  если тело или система подвергается действию только консервативных сил, то полная механическая энергия этого  тела или системы остаётся постоянной. В изолированной системе, где действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется.

 

Классификация

 

Передачи  зацепления:

Цилиндрические  зубчатые передачи - отличаются надёжностью  и имеют высокий ресурс эксплуатации. Обычно применяются при особо  сложных режимах работы, для передачи и преобразовывания больших мощностей. Цилиндрические передачи бывают прямозубыми, косозубыми и шевронными.

Прямозубые  цилиндрические передачи легко изготавливать, но при их работе возникает высокий  шум, они создают вибрацию и из-за этого быстрее изнашиваются.

Косозубчатые  цилиндрические передачи обладают хорошей  плавностью работы, низким уровнем  шума и хорошими эксплуатационными  характеристиками. Существенный недостаток - возникают осевые силы, из-за которых  приходится делать более жёсткую конструкцию корпуса редуктора.

Шевронные цилиндрические передачи обладают крайне высокой плавностью работы. Шестерни этих передач представляют собой сдвоенные косозубые шестерни, но они имеют больший угол зубьев, чем косозубые. Стоимость изготовления шевронных зубчатых колес высокая, они требуют специализированных станков и высокой квалификации рабочих.

Конические  зубчатые передачи в отличие от цилиндрических имеют пересекающиеся оси входных  и выходных валов. Применяются если необходимо изменить направление кинетической передачи.

червячные - представляют собой механическую передачу от винта, называемого червяком на зубчатое колесо, называемое червячным колесом. Отличаются высоким передаточным отношением, относительно низким КПД. Червяки бывают однозаходные и многозаходные. Передаточное отношение червячного редуктора определяется как отношение количества зубьев на червячном колесе к количеству заходов на червяке.

гипоидные (спироидные);

цепные;

зубчатыми ремнями;

винтовые.

Волновая  передача - сравнительно нова, отличается крайне высоким передаточным отношением. Имеет относительно малый вес и высокую[источник не указан 868 дней] износостойкость. Принцип работы - генерация волн на гибком колесе, которое имеет чуть меньшее количество зубьев чем жёсткое колесо и смещение одного колеса относительно другого на их разницу зубьев за один оборот генератора волн.

Передачи  трения:

фрикционные;

ремённые.

Способ соединения ведущего и ведомого звена:

непосредственный  контакт (зубчатые, фрикционные, винтовые, червячные);

с гибкой дополнительной связью (ремённые, цепные).

По управляемости  делятся на:

с фиксированным  передаточным числом

со ступенчато изменяемым передаточным числом (коробка  передач)

с плавно изменяемым передаточным числом (вариатор)

 

 Цилиндрическая зубчатая передача.

 

 Коническая зубчатая передача в приводе затвора плотины.

 Реечная зубчатая  передача (кремальера).

 Червячная передача.

 Ремённая передача.

 Цепная передача.

 Шариковинтовая передача

 Гипоидная передача

 

Зубчатая  передача

это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.

 

Назначение:

передача  вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси.

преобразование  вращательного движения в поступательное и наоборот.

При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с  большим числом зубьев называется колесом. Пара зубчатых колёс имеющих одинаковое число зубьев — в этом случае ведущее зубчатое колесо называется шестернёй, а ведомое — колесом.

По форме  профиля зубьев:

эвольвентные; круговые (передача Новикова); циклоидальные.

По типу зубьев:

прямозубые; косозубые; шевронные; криволинейные; с магнитным взаимодействием.

По взаимному  расположению осей валов:

с параллельными  осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями); с пересекающимися осями — конические передачи; с перекрещивающимися осями.

По форме  начальных поверхностей:

цилиндрические; конические; глобоидные;

По окружной скорости колёс:

тихоходные; среднескоростные; быстроходные.

По степени  защищенности:

открытые; закрытые.

По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

внутреннее  зацепление (вращениие колёс в одном направлении); внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

 

Реечная передача — один из видов цилиндрической зубчатой передачи, радиус делительной  окружности рейки равен бесконечности. применяется для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. См. также кремальера.

Винтовые, червячные  и гипоидные передачи относятся  к зубчато-винтовым передачам. Элементы этих передач скользят относительно друг друга.

 

Гипоидная передача

 

Гипоидная передача (гиперболоидная) — вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами (с косыми или криволинейными зубьями) со скрещивающимися осями (обычно 90°). Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы.

Часто используется как главная передача в приводах ведущих колёс автомобилей, сельскохозяйственной техники, локомотивах[источник не указан 100 дней], а также в качестве привода в станках и прочих индустриальных машинах для обеспечения высокой точности при большом передаточном числе.

 

Основные  кинематические и силовые отношения  в передачах

 

Основные  характеристики передач. К ним относятся  мощность на ведущем Р1 и ведомом Р2 валах (рис.2) в кВт и угловая скорость ведущего и ведомого валов в рад/с. Эти две характеристики минимально необходимы и достаточны для проведения проектного расчета любой передачи.

В механических передачах ведомыми звеньями называют детали передач (катки, шкивы, зубчатые колеса и т. п.), получающие движение от ведущих звеньев.

 

Трехступенчатая передача

Кинематика  цилиндрической передачи

В машиностроении принято обозначать угловые и  окружные скорости, частоту вращения, диаметры вращающихся деталей ведущих валов индексами нечетных цифр, ведомых — четными. Например, для колес трехступенчатой передачи  обозначения частот вращения следующие: п1 — ведущего вала I; п3 — ведущей шестерни вала II; п5 — ведущей шестерни вала III; п2 — промежуточного ведомого вала II; п4 — ведомого колеса вала III; п6 — ведомого колеса вала IV.

Все механические передачи характеризуются передаточным числом или отношением. Рассмотрим работу двух элементов передачи, один из которых будет ведущим, а второй — ведомым.

 

 Мощность  механической передачи определяется  по формуле …