Механические передачи вращательного движения

органу машины

с гибкими элементами (ременные, цепные)

фрикционные

Типы механических передач:

зубчатые (цилиндрические, конические)

винтовые (винтовые, червячные, гипоидные

или понижая вращающие моменты;
Преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в возвратно-поступательное, равномерное и прерывистое и т.д.);
Регулировать угловые скорости рабочего органа машины;
Реверсировать движение (прямой и обратный ход);
Распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

соединения деталей:

Передачи с непосредственным контактом тел вращения

Передачи с гибкой связью

Зубчатые

Червячные

Передачи винт-гайка

Фрикционные

Ременные

Цеп­ные

(выходной).
Ведущее звено – звено, которое приносит энергию в передачу (ведущий вал, ведущее колесо).
Ведомое звено – вал или колесо, воспринимающее усилие от ведущего звена.
Ступень передачи – два колеса сопряжено работающих между собой с непосредственным сопряжением или с промежуточным звеном.
В машиностроении принято обозначать угловые и окружные скорости, частоту вращения, диаметры вращающихся деталей ведущих валов индексами нечетных цифр, ведомых — четными.

Кинематические и силовые соотношения в передачах

угловых скоростей ведущего и ведомого звена, то есть:

Кинематические характеристики передач

Мощность P1 на ведущем и P2 ведомом валах, кВт; 
Угловая скорость ω1 ведущего и ω2 ведомого валов, рад/с или 
Частота вращения n1, ведущего и n2 ведомого валов, об/мин (мин-1).
Эти характеристики минимально необходимы и достаточны для выполнения проектировочного расчёта любой передачи.

Основные характеристики передач 

к другому с помощью зубьев.
Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом.

Классификация зубчатых передач

По виду зацепления:

С внутренним зацеплением

С внешним зацеплением

косозубые

Цилиндрические зубчатые передачи - отличаются надёжностью и имеют высокий ресурс эксплуатации. Обычно применяются при особо сложных режимах работы, для передачи и преобразования больших мощностей.

пересекающиеся оси входных и выходных валов. Применяются если необходимо изменить направление кинетической передачи. Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические.

Со скрещивающимися осями:

винтовые, гипойдные

Гипоидная передача вид винтовой зубчатой передачи, со скрещивающимися осями 90°. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы.

С пересекающимися осями:

смазки или периодически смазываемые консистентными смазками.

закрытые передачи – установленные в закрытом корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны.

По окружной скорости:

тихоходные

для средних скоростей

быстроходные

реечная передача (служит для преобразования вращательного движения в поступательное)

одноступенчатые

По числу ступеней:

многоступенчатые

при больших скоростях;
- высокие требования к точности изготовления;
- необходимость в смазке;
- потребность специального оборудования для нарезания зубьев.

Достоинства зубчатых передач

- компактность передачи;
- возможность передавать большие мощности при сравнительно малых скоростях (50000 кВт и более);
- большие скорости вращения;
- постоянство передаточного отношения;
- высокий КПД (η=0,97…0,99);
- высокая нагрузочная способность;
- малые нагрузки на валы и их опоры;
- изготовление из металлических и неметалических передач.

Недостатки зубчатых передач

и сопряженного с ним червячного колеса оси которых скрещиваются под углом 90о . Ведущим звеном является червяк, ведомым – червячное колесо.

Классификация червячных передач

По форме профиля витка:

архимедов червяк – цилиндрический червяк, с профилем витка архимедовой спиралью. Этот чер­вяк подобен винту с трапецеидальной резьбой;

эвольвентный червяк – цилиндрический червяк, с профилем витка эвольвенты;

конволютный червяк – это цилиндрический червяк, с торцовым профилем витка удлиненной или укороченной эвольвентой.

заходом витка;

многозоходный червяк – это червяк, с двумя или тремя заходами витков.

По расположению червяка относительно колеса:

с верхним расположением червяка;

с нижним расположением червяка;

с боковым расположением червяка.

По направлению линии витка червяка:

с левым направлением червяка;

с правым направлением червяка.

с глобоидным червяком

По форме червяка:

с цилиндрическим червяком

точности сборки;
небольшие передаваемые мощности (до 50…100 кВт);
сильный нагрев передачи при длительной работе.

Достоинства червячных передач:

большие передаточные отношения;
плавность и бесшумность работы;
высокая кинематическая точность;
возможность выполнения самоторможения передачи;
компактность и сравнительно небольшая масса конструкции передачи.

Недостатки червячных передач:

Материалы в червячной передаче должны обладать повышенной износостойкостью и пони­женной склонностью к заеданию. Обычно это разнородные материалы. Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк — сталь, венец червячного колеса — бронза (реже — латунь, чугун)

посредством трения между ремнем и шкивом. Ременная передача  состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы.

Классификация ременных передач

По форме поперечного сечения:

Плоскоременные - с прямоугольными профилем поперечного сечения ремня;

Клиноременные - с трапециевидным профилем поперечного сечения ремня;

Круглоременные - с круглым профилем поперечного сечения ремня;

Поли клиноременные - с плоскими ремнями, имеющим продольные клиновые выступы ребра на внутренней поверхности ремня;

направлении;

перекрестные - вращением шкивов в противоположных направлениях;

С параллельными осями:

полуперекрестные;

Со скрещивающимися осями:

угловые;

способность.

Достоинства ременных передач:
возможность передачи движения на значительные расстояния;
плавность и бесшумность работы;
защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;
защита механизмов от перегрузки за счёт возможного проскальзывания ремня;
простота конструкции и эксплуатации (не требует смазки).
Недостатки ременных передач:
повышенные габариты;
непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня;
повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня;
низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).

осуществляемая с помощью двух звездочек охватывающей их цепи. Состоит из ведущей и ведомой звездочки и цепи.

По характеру выполняемой работы :

Грузовые - применяются погрузочно-разгрузочных механизмах для погрузки груза при скоростях 0,25…0,5 м/с.

Тяговые – применяемые при скоростях 2…4м/с для перевозки груза (транспортеры, элеваторы, эскалаторы).

Приводные – применяемые при постоянных скоростях для передачи энергии.

Классификация цепных передач

свободно вращяющегося на втулке;

Втулочные цепи – отличающиеся от роликовых отсутствием ролика;

По типу цепей:

Зубчатые цепи – имеют пластины зубчатого профиля, состоят внутренних и внешних призм, шайбы и шлица.

исполнению:

открытые

вертикальные

По расположению звездочек:

горизонтальные

наклон­ные

По количеству рядов:

однорядные

многорядные

По количеству ведомых звездочек:

нормальные - двухзвенные

специальные - многозвенные

необходимость обеспечения смазки.

Достоинства цепных передач:
- возможность передачи на большие расстояния;
меньшая нагрузка на валы и их опоры;
передача большой мощьноси (до 4000кВт);
возможность передачи движения одной цепью нескольким
звездочкам;
- сравнительно высокий КПД (η=0,95…0,98);

которых закреплено на ведущем валу, а другое – на ведомом.

Фрикционная передача — механическая передача, служащая для передачи вращательного движения между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и при­жимаемыми один к другому.

Классификация фрикционных передач

нерегулируемые;
регулируемые (фрикционный вариатор);

По возможности передаточного отношения:

с пересекающимися валами;

По расположению валов:

с параллельными валами;

точность передачи движения;
- возможность изменения скорости ведомого звена без остановки ведущего;
Недостатки фрикционных передач:
- передача небольших мощностей (до 20 кВт);
- низкий КПД (η =0,85…0,9);
- невозможность получения точных передаточных отношений;
- большие нагрузки на опоры;
- повышенный износ;
- необходимость специальных нажимных устройств.

А.Б., Рубашкин. А.Г. «Основы технической механики», 193-196 стр.

Домашнее задание