123618 (Передаточні механізми)

_План

Загальні відомості про передачі

Фрикційні передачі

Ремінні передачі

Зубчаті передачі

Черв'ячні передачі

Ланцюгові передачі

Передача гвинт - гайка

Список літератури

Загальні відомості про передачі

Передачею називається пристрій для передачі енергії на відстань. Залежно від способу здійснення передачі енергії розрізняють механічні, електричні, пневматичні і гідравлічні передачі. З механічних передач найпоширеніші передачі обертального руху, оскільки обертальний рух легкий зробити безперервним, простіше і легше здійснити у вигляді компактної конструкції, при ньому легше досягти рівномірності ходу, зменшити втрати на тертя.

В курсі "Деталі машин" вивчають лише механічні передачі обертального руху, які прийнято називати просто передачами. Інші види механічних передач, а також електричні, пневматичні і гідравлічні передачі (приводи) вивчають в спеціальних курсах розрахунку і конструювання тих машин, де ці передачі застосовуються.

Передачі обертального руху служать для передачі енергії від двигунів до робочих машин, звичайно з перетворенням швидкостей, сил і моментів, що крутять. Крім того, ці передачі широко застосовують в різних механізмах для перетворення швидкості, а в деяких випадках і вигляду або закону руху. Передачі обертального руху підрозділяють на передачі з безпосереднім контактом тіл обертання і передачі з гнучким зв'язком, в яких тіла обертання зв'язані між собою гнучкою ланкою. До перших передач відносяться фрикційна (мал.1, а), зубчата (рис.1, б) і черв'ячна (мал.1, в), а до других - ременная (мал.1, г) і ланцюгова (мал.1, д). Залежно від способу передачі руху від ведучого тіла обертання відомому розрізняють передачі тертям і передачі тим, що зачіпляє. До перших відносяться передачі фрикційні і ремінні, а до других - зубчаті, черв'ячні і ланцюгові. До передач обертального руху відносять також передачі гвинт - гайка (мал.1, е), призначення яких - перетворювати обертальний рух в поступальний.

Фрикційні передачі

Найпростіша фрикційна передача складається з двох дотичних між собою коліс (катків, роликів, дисків); обертання одного з коліс перетвориться в обертання іншого за рахунок сил тертя, що виникають в місці контакту коліс (мал.2). Необхідна сила тертя між колесами фрикційної передачі досягається притисненням одного з них до іншого.

Постійну силу притиснення здійснюють одним з наступних способів: початковим затягуванням за допомогою спеціальних пружин або інших пружних деталей, у тому числі і самих коліс (за рахунок пружної деформації матеріалу коліс); власною масою вузла або машини; відцентровою силою. Змінна сила притиснення досягається за допомогою спеціальних притискних механізмів.

По конструкції і призначенню розрізняють фрикційні передачі декількох видів. Найпростіша фрикційна передача між паралельними валами - це циліндрова передача (мал.2, а). Найпростіша фрикційна передача між валами з пересічними осьовими лініями - коническая передача (мал.2, б). Кут між валами конічної передачі може бути будь-ким, але в більшості випадків він рівний 90°. Для правильної роботи коліс конічної передачі обидва конуси повинні мати загальну вершину.

Циліндрова і конічна фрикційні передачі характеризуються умовно постійним передавальним відношенням. Якщо одне з коліс (або обидва колеса) фрикційної передачі має змінний діаметр обертання, то така передача, звана варіатором, характеризується змінним передавальним відношенням.

Фрикційні варіатори по конструкції вельми різноманітні: лобові (мал.3, з), конусні (мал.3, б), кульові (мал.3, в, г, д), багатодискові (мал.3, е), торцеві (мал.3, ж, з) і клинопасові (мал.3, і). Розрізняють фрикційні варіатори без проміжної ланки (мал.3, а, би, в, е) і з проміжною ланкою (мал.3, г, д, же, з, і). Найпростішим варіантом є так звана лобова передача (мал.4). Циліндрові колеса її встановлюють [на взаємно перпендикулярних валах. Лобову передачу застосовують в тих випадках, коли необхідно плавно змінювати кутову швидкість відомого колеса або мати реверсивну передачу. То і інше досягається пересуванням одного з коліс уздовж його валу. На мал.4 пересуванням ведучого колеса А (різні положення колеса показані штриховими лініями) можна змінити кутову швидкість відомого колеса і зробити передачу реверсивної. Більш докладні відомості про фрикційні варіатори висловлені в спеціальній літературі.

Фрикційні передачі працюють насухо або в маслі. Їх застосовують набагато рідше за інші механічні передачі, що пояснюється разом істотних недоліків; великою силою притиснення коліс один до одного і звідси підвищеним зносом коліс і підшипників; зниженим до. п. д. передачі; непостійністю передавального відношення через прослизання коліс і відповідно неможливістю вживання передачі в тих випадках, коли передавальне відношення повинне бути точним; необхідністю вживання спеціальних притискних пристроїв для взаємного притиснення коліс. Разом з тим фрикційні передачі мають ряд достоїнств: можливість безступінчатого регулювання кутової швидкості відомого валу; рівномірність обертання коліс, унаслідок чого передачі працюють без шуму і можуть застосовуватися при високих швидкостях, запобігання деталей машини від поломок через зростання опору на відомому валу, оскільки колеса при цьому прослизають (пробуксовують) одне щодо іншого.

Відповідно до висловленого фрикційні передачі застосовують в машинах і механізмах в тих випадках, коли необхідно мати плавну зміну швидкості, досягти безшумності ходу, одержати реверсивний рух. Фрикційні передачі з постійним передавальним відношенням порівняно широко застосовують в різних приладах, але в машинах вживання їх обмежено. Фрикційні варіатори досить широко поширені як в приладах, так і в різних машинах, наприклад в металообробних верстатах, рахунково-вирішальних машинах і ін. В порівнянні з електричними і гідравлічними варіаторами фрикційні найбільш прості, надійні і економічні. Фрикційні передачі призначені для передачі потужностей від вельми малих (в приладах) до декількох сотень кіловатів, але переважно до 20 кВт.

Ремінні передачі

Ремінна передача в самому загальному вигляді (мал.5, а) складається з ведучого і відомого шківів, розташованих на деякій відстані один від одного і сполучених ременем (ременями), надітим на шківи з натягненням. Обертання провідного шківа перетвориться в обертання відомого завдяки тертю, що розвивається між ременем і шківами.

За формою поперечного перетину розрізняють плоскі (мал.5, би), клинові (мал.5, в), поліклинові (мал.5, г) до круглі (мал.5, д) приводні ремені.

Плоскі ремені в поперечному перетині мають форму прямокутника вширшки, значно перевершуючою товщину. Чим тонше ремінь, тим він гнучкіше. Клинові ремені в перетині є трапецією. Робочими поверхнями клинового ременя є його бічні сторони, якими він стикається з бічними сторонами канавки (жолоби) шківа. Глибину канавок шківів приймають більше висоти перетину ременя, щоб між нижньою підставою ременя і дном жолоба шківа був зазор.

Ці ремені завдяки клиновій взаємодії з шківами характеризуються підвищеним зчепленням з ними і, отже, підвищеною тяговою здатністю. Поліклінові ремені - плоскі ремені з подовжніми клиновими виступами-ребрами на робочій поверхні, що входять в клинові канавки шківів. Ці ремені поєднують достоїнства плоских ременів - гнучкість і клинових - підвищену зціпленість з шківами.

Відповідно формі поперечного перетину ременя розрізняють плоскопасові, клиноременные, поліклинові і круглопасові передачі. Найбільш поширені плоскопасові і клинопасові передачі. Пласкоремінна передача простіше, та зате клинопасова володіє підвищеною тяговою здатністю і вписується в менші габарити.

Завдяки еластичності ременів ремінні передачі працюють плавно і безшумно. Вони оберігають механізми від перевантаження унаслідок можливого прослизання ременів. Пласкоремінні передачі застосовують при великих міжосьових відстанях. Існують плоскопасові передачі, що працюють при високих швидкостях ременя (до 100 м/с). При малих міжосьових відстанях, великих передавальних відносинах і передачі обертання від одного провідного шківа до декількох відомих переважно клинопасові передачі.

Варіювання здатності навантаження в плоскопасової передачі здійснюють зміною розмірів ширини ременя, в клинопасової при прийнятому перетині ременів - зміною їх числа. При великому числі ременів складніше одержати рівномірне завантаження (неминуча неоднакова довжина ременів, що викликає неоднакове натягнення). Тому рекомендують встановлювати в передачі не більше 8...12 клинових ременів.

Круглоремінні передачі застосовують в невеликих машинах, наприклад машинах швейної і харчової промисловості, настільних верстатах, а також різних приладах. В цих передачах ставлять один ремінь.

Розрізняють декілька видів плоскопасових передач. Найпоширеніша передача - відкрита (мал.5, а), здійснююча передачу між паралельними валами, що обертаються в одну сторону.

Це найпростіша, надійна і зручна передача. При обертанні шківів в протилежних напрямах застосовують перехресну плоскопасову передачу, схема якої показана на мал.6, а. На мал.6, би представлена схема кутової (напівперехресної) плоскопасової передачі, в якій шківи розташовані на валах, що схрещуються (звичайно під прямим кутом). Оскільки в перехресних, кутових і інших пласкопасових передачах ремені зносяться по кромках, то ці передачі застосовують рідко.

Для створення тертя між шківом і ременем створюють натягнення ременів шляхом попередньої пружної деформації, переміщення одного з шківів передачі і за допомогою натяжного ролика (шківа). На мал.7, а, би показані способи натягнення ременів, здійснювані переміщенням провідного шківа, встановленого на валу електродвигуна. На мал.7, а електродвигун, встановлений на санчатах 1, переміщається разом з своїм шківом по направляючих санчат за допомогою віджимних гвинтів 2. На мал.7, би положення електродвигуна 1, встановленого на плиті, що гойдається, 2, фіксується настановним гвинтом 3. Схема ремінної передачі з натяжним роликом показана на мал.7, в; натяжний ролик 1 обертається на осі, закріпленій у важелі 2, вільно що гойдається навкруги осі, закріпленої в стійці 3. Натиснення ролика на ремінь здійснюється або за допомогою вантажу, як показано на малюнку, або за допомогою пружини. Користуються також натяжними роликами, осі яких після регулювання затягування ременя закріплюють нерухомо. Ці ролики простіше, та зате ролики з рухомими осями автоматично забезпечують необхідне натягнення ременя. Натяжні ролики застосовують в плоскопасових і порівняно рідкісно в клинопасових передачах при малій міжосьовій відстані і великих передавальних відносинах в цілях збільшення кута обхвату ременем меншого шківа.

Достоїнства передач з натяжним роликом в порівнянні із звичайною ремінною передачею при одних і тих же габаритах: передача більшої потужності, сили тиску на вали менші, немає необхідності в частій перешивці плоского ременя через його витягання, ремені легко надягати на шківи. Але оскільки ремені на роликах мають додатковий вигин і в більшості випадків в іншу сторону, ніж на робочих шківах, то довговічність їх значно менше.

До достоїнств ремінних передач, що визначають області їх вживання, відносяться: можливість здійснення передачі між валами, розташованими на відносно великій відстані; плавність і ненаголошеність роботи передачі, оскільки миттєве збільшення моменту на одному з валів приводить лише до збільшення ковзання ременя на шківах; граничність навантаження, тобто здатність ременя передати лише певне навантаження, зверху якій відбувається буксування (ковзання) ременя по шківу, завдяки чому машина з даною передачею оберігається від шкідливого впливу перевантажень і поломок; простота пристрою, невелика вартість і легкість догляду за передачею. Недоліки ремінних передач: громіздкість; непостійність передавального відношення передачі через прослизання ременя; підвищені сили тиску на вали і підшипники, оскільки сумарне натягнення гілок ременя значно більше окружної сили передачі. Зустрічаються ремінні передачі потужністю до 1500 кВт і вище, але в більшості випадків їх застосовують для передачі потужностей 0.3...50 кВт.

Зубчаті передачі

Найпростіша зубчата передача складається з двох коліс із зубами, за допомогою яких вони зчіплюються між собою (мал.8, а... і). Обертання провідного зубчатого колеса перетвориться в обертання відомого колеса шляхом натиснення зубів першого на зуби другого. Менше зубчате колесо передачі називається шестернею, більше - колесом.

Кут між геометричними осями валів конічних і гвинтових передач може бути в межах 0...1800, але звичайно цей кут рівний 90°. В гипоїдної передачі кут схрещування валів приймають рівним 90°.

Залежно від взаємного того, що розташовує зубчатих коліс розрізняють зубчаті передачі із зовнішнє (мал.8, а) і внутрішнє зачіпляюче (мал.8, б). В останній на відміну від першої зубчаті колеса обертаються в одну сторону.

Різновидом зубчатої передачі служить рейкова передача (мал.8, к), що перетворює обертальний рух шестерні в поворотно-поступальний рух рейки або навпаки. Рейку розглядають як зубчате колесо нескінченно великого діаметра.