Механические передачи
Механические передачи.
Общие сведения.
В общем случае в машине можно выделить три составные части: двигатель, передачу и исполнительный механизм.
В качестве двигателя чаще всего используют электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания, турбину. Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному механизму осуществляют с помощью различных передаточных механизмов (передач): зубчатых, червячных, ременных, цепных, фрикционных. Исполнительный механизм: колёса автомобиля, шпиндель станка, гребной винт корабля.
Оптимальной была бы машина без передачи (электрошпиндель – электродвигатель, на вал которого установлен шлифовальный круг). Необходимые частоты вращения электродвигателя и шлифовального круга в данном случае совпадают. Но так бывает редко, и поэтому используют передачи.
В зависимости от принципа действия механические передачи делятся на:
· Передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные)
· Передачи трением (фрикционные, ременные)
Рекомендуемые материалы
Кроме передачи механической энергии, передачи служат:
1. для понижения (или повышения) частоты вращения от вала двигателя к валу исполнительного механизма
Основные параметры на ведущем и ведомом валах: мощность Р1, Р2; частоты вращения n1, n2; вращающие моменты Т1, Т2.
Вращающий момент Т(Н*м) на любом валу можно вычислить по мощности Р(кВт) и частоте вращения n(мин-1)
Отсюда [кВт/мин-1]
Очевидно, что понижение n приводит к повышению Т.
Важной характеристикой передачи является передаточное число (без учёта скольжения)
индекс «1» имеет ведущий вал, индекс «2» - ведомый вал
При этом U>1, частота вращения ведомого вала
Понижение частоты называется редуцированием, а закрытые передачи, понижающие частоты вращения – редукторами.
Устройства, повышающие частоты вращения, называются ускорителями или мультипликаторами.
В дальнейшем будем рассматривать только понижающие передачи (редукторы), поскольку они имеют преимущественное применение.
На практике частота вращения двигателя намного превышает частоту вращения исполнительного механизма.
Частота вращения ДВС – 5000 мин-1; частота вращения колеса при скорости движения 100 км/час – 1000 мин-1.
Соотношение мощностей и моментов.
Мощность Р2 на ведомом валу меньше, чем мощность Р1 на ведущем валу, вследствие потерь в передаче, оцениваемых КПД η:
Вращающий момент на ведомом валу возрастает практически в передаточное число раз (в соответствии с уменьшением n2)
Также передачи служат:
1. Для регулирования частоты вращения ведомого вала.
Применяются коробки передач и вариаторы.
Коробка передач обеспечивает ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала.
Для двухступенчатой коробки можно записать
или
Вариаторы обеспечивают бесступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала.
В лекции "Лекция 2" также много полезной информации.
В лобовом вариаторе изменение частоты вращения достигается передвижением малого катка вдоль вала от Rmin до Rmax ,от до
Диапазон
2. Преобразование одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, равномерного в прерывистое).
3. Реверсирование движения (прямой и обратный ход).
4. Распределение энергии двигателя между несколькими исполнительными элементами машины.