движение в зубчатых передачах передается за счет

В зубчатой передаче движение передаётся за счет последовательного зацепления зубьев.

ЛЕКЦИЯ 2

Краткое содержание

Механические передачи. Основные характеристики передач. Классификация зубчатых передач. Основные параметры прямозубой цилиндрической передачи. Точность зубчатых передач. Материалы для зубчатых колес

Механические передачи

Передачи предназначены для передачи энергии на расстояние, как правило, с преобразованием скоростей, моментов и усилий. Наибольшее распространение получили механические передачи.

Необходимость применения передач вызвана следующими причинами:

· требуемые скорости движения рабочих органов, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателей. Скорости движения двигателей обычно выше. Тихоходные двигатели с большими крутящими моментами очень громоздки и дороги.

· для большинства машин необходима возможность регулирования скорости в довольно широких пределах, которую невозможно осуществить с помощью двигателя.

· в некоторых случаях передачи используются для преобразования вращательного движения.

Все механические передачи в зависимости от принципа действия подразделяются на две группы:

· передачи трением с непосредственным контактом (фрикционные) и с гибкой связью (ременные);

· передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные).

Основные характеристики передач

В каждой передаче различают входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы, соединяемые одной или несколькими передачами (рис.2.1). Если передача одна – одноступенчатая, если передач несколько – многоступенчатая.

Входной вал

Выходной вал

Передача характеризуется следующими параметрами:

· мощность на входе и на выходе и ;

· угловая скорость на входе и на выходе и .

Производными характеристиками являются:

· коэффициент полезного действия .

Для многоступенчатой передачи .

· передаточное отношение .

Для многоступенчатой передачи .

Если — передачи понижающие – редукторы.

Если — передачи повышающие – мультипликаторы.

Наибольшее распространение получили понижающие передачи. Передачи выполняют работу с постоянным и переменным передаточным отношением (регулируемым). Регулирование может быть как ступенчатым, так и бесступенчатым.

Ступенчатое – в коробках скоростей с зубчатыми колесами, в ременных передачах со ступенчатыми шкивами.

Крутящий момент на валу:

( (

Размерность величин — Вт, — — .

Крутящий момент на выходном валу .

Задачи для подготовки к экзамену

1.Определить крутящий момент на ведущем валу изображенной передачи, если ; ; ; .

2.Для изображенной передачи определить крутящий момент на ведомом валу, если ; ; ; .

3.Для изображенной передачи определить крутящий момент на ведомом валу, если ; ; .

4.Для изображенной передачи определить крутящий момент на ведомом валу, если ; ; ; .

Зубчатые передачи

В зубчатой передаче движение передаётся за счет последовательного зацепления зубьев.

2

Зубчатые механизмы имеют высокие технико-экономические показатели:

· большую долговечность и надежность работы;

· высокая нагрузочная способность при сравнительно малых габаритах;

· высокий коэффициент полезного действия (до 0,97…0,98 для одной пары колес);

· постоянство передаточного отношения (нет проскальзывания);

· возможность применения в широком диапазоне скоростей (до 150 м/с), мощностей (до десятков тысяч кВт) и передаточных отношений(несколько сотен);

· сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники.

· простоту технического обслуживания;

Основными недостатками являются:

· высокая трудоёмкость изготовления зубчатых колёс;

· возможность появления шума в процессе работы;

Источник

Зубчатая передача: виды, зацепление, параметры

Существует достаточно большое количество различных механизмов, предназначенных для передачи усилия и вращения. Довольно большое распространение получила зубчатая передача. Подобный механизм выступает в качестве промежуточного элемента, который изготавливается при применении металла с различными эксплуатационными характеристиками. Рассмотрим особенности подобного механизма подробнее.

Общее описание

Стандартная ременная передача предусматривает использование промежуточного элемента, в качестве которого выступает ремень. Зубчатое зацепление характеризуется наличием поверхности зацепления и сопряжения зубьев. Основные элементы зубчатой передачи следующие:

Параметры зубчатой передачи могут существенно отличаться. Для начала отметим, что между ведомым и ведущим колесом предусмотрено наличие технологического зазора, который обеспечивает скольжение и возможность теплового расширения, а также смазывание основных элементов для исключения вероятности заклинивания механизма.

Детали машин изготавливаются при применении самых различных металлов, в большинстве случаев это углеродистая сталь. Скорость вращения механизма зависит от точности шестерен, а также некоторых ее других параметров. Принцип работы устройства позволяет использовать его при создании самых различных механизмов, к примеру, насосов или передач.

Конструкция передач

Классическая схема зубчатой передачи применяется уже на протяжении длительного периода. Рассматриваемая конструкция имеет следующие особенности:

В целом можно сказать, что рассматриваемое устройство довольно просто, за счет чего обеспечивается длительный срок эксплуатации. Разновидностью зубчатой передачи также является винтовой механизм или рейка. Сегодня чертеж винтовой передачи при необходимости можно сказать с интернета.

Классифицируют зубчатые передачи по довольно большому количеству различных признаков. Только при правильном выборе наиболее подходящего варианта исполнения можно обеспечить длительный срок эксплуатации и требуемые характеристики.

Классификация зубчатых передач

Бывают самые различные виды зубчатых передач. Классификация проводится по большому количеству различных признаков:

Заготовки для получения основных элементов получаются путем литья или штамповки. После этого проводится дальнейшая обработка. Процесс обработки предусматривает применение дисковых и пальцевых фрез, а также шлифовальных кругов для получения требуемого качества поверхности. Другими особенностями обработки отметим следующие моменты:

Цилиндрические зубчатые передачи получили самое широкое распространение. Также может устанавливаться эвольвентная разновидность устройства. Для создания особых механизмов применяются планетарные передачи, которые характеризуются более сложной конструкцией.

Многие встречаются с рассматриваемым механизмом в виде редуктора, представленного цилиндрической передачей. Их распространение можно связать со следующим моментами:

Многие при эксплуатации передачи не уделяют должного внимания смазке. Именно эта причина приводит к существенному износу рабочих элементов. Своевременная подача смазывающей жидкости существенно снижается трение в зоне контакта, а также снижает вероятность появления коррозии на поверхности.

Конические передачи получили также весьма широкое распространение. Их ключевой особенностью можно назвать расположение осей под углом 90 градусов относительно друг друга. Конструктивными особенностями этого варианта исполнения назовем следующие моменты:

В отличии от цилиндрических вариантов исполнения, рассматриваемый способен передавать всего 85% несущей способности. Потери можно связать с тем, что проводится перенаправление передаваемого усилия под большим углом.

Реечные передачи также получили весьма широкое распространение. Их непосредственное предназначение заключается в преобразовании вращения в возвратно-поступательное движение. Среди особенностей подобного варианта исполнения отметим следующие моменты:

Разновидностью рассматриваемого варианта исполнения можно назвать зубчато-ременные передачи. Эта гибридная модель характеризуется свойствами, которые присущи обоим устройствам. К ключевым особенностям можно отнести:

Подобный механизм чаще других применяется в качестве привода электрического двигателя.

Геометрические параметры зубчатых колес

Для обеспечения качественного зацепления и условий для передачи большого усилия создается особая геометрия зубчатого колеса. Она характеризуется следующими особенностями:

Основным элементом передачи можно считать зубчатые колеса. Их основными параметрами назовем следующие моменты:

Некоторые их приведенных выше параметров рассчитываются при проектировании передачи, другие выбираются по табличным данным. Прямозубая передача проще всего в проектировании и изготовлении, но она характеризуется менее привлекательными эксплуатационными характеристиками. Крутящий момент и другие параметры выбираются в зависимости от поставленной задачи при проектировании конструкции.

Применение зубчатых передач

Области применения зубчатых передач весьма обширны. Сегодня подобные механизмы применяются в различных отраслях промышленности. Проведенные исследования указывают на то, что в год изготавливается несколько миллионов экземпляров подобных изделий. Рассматривая применение и назначение отметим нижеприведенные моменты:

Область применения зависит от конструктивных особенностей механизма, а также типа применяемого материала при производстве.

На момент работы слышен монотонный умеренный шум. Если появляются посторонние звуки, то это может указывать на появление существенных проблем, к примеру, сильного износа поверхности. Техническое обслуживание проводится следующим образом:

Периодическое обслуживание позволяет существенно увеличить эксплуатационный срок устройства. На момент осмотра устройства уделяется внимание также состоянию вала, подшипников и других элементов, которые обеспечивают стабильную и надежную работу. К примеру, незначительный изгиб вала становится причиной повышенного износа определенной части колеса. В самых сложных случаях происходит его обрыв.

Достоинства и недостатки

Рассматриваемое устройство характеризуется довольно большим количеством достоинств и недостатков, которые во многом определяют область применения. К преимуществам отнесем следующие моменты:

Коэффициент КПД может варьировать в достаточно большом диапазоне, зачастую он ниже 70%.

Недостатков у зубчатой передачи также довольно много. Основными можно назвать следующие моменты:

В заключение отметим, что привод угловой зубчатой передачей зачастую является незаменимым устройством. В большинстве случаев основные элементы зубчатой передачи изготавливаются в зависимости от того, какое устройство нужно получить. Большая доля производственной деятельности машиностроительных заводов связана с непосредственным производством зубчатых колес различного типа.

Источник

ТЕМА: ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Задание 1
Движение в зубчатых передачах передается за счет…
1) зацепления зубьев
2) сил трения между зубьями
3) прижатия колес друг к другу
4) скольжения зубьев друг по другу
Ответ : 1

Задание 2
В цилиндрических зубчатых передачах передаточное отношение …
1) постоянное
2) переменное
3)
4)
Ответ : 1

Задание 3
Минимальное число зубьев прямозубых зубчатых колес по условию отсутствия подрезания равно …
1)
2)
3)
4)
5)
Ответ :

Задание 4
Зацепление зубчатых колес эквивалентно качению без скольжения окружностей называемых …
1) делительными окружностями
2) начальными окружностями
3) окружностями вершин зубьев
4) основными окружностями
5) окружностями впадин зубьев
Ответ :

Задание 5
У зубчатых колес, находящихся в зацепление, должны быть одинаковыми …
1) делительные диаметры
2) ширина колес
3) числа зубьев
4) модули
Ответ :

Задание 6
Стандартизированным параметром зубчатых колес является …
1) число зубьев
2) угол наклона зубьев
3) делительный диаметр
4) модуль зацепления
5) шаг зубьев
Ответ :

Задание 7
В зубчатой передаче напряжения изгиба вызывают … зубьев.
1) усталостное выкрашивание
2) поломку
3) износ
4) заедание
Ответ :

Задание 8
Основными критериями работоспособности зубчатых передач являются …
1) прочность при срезе зубьев
2) контактная прочность зубьев
3) прочность при смятии зубьев
4) прочность при изгибе зубьев
Ответ :

Задание 9
В зацеплении косозубой цилиндрической передачи действуют силы …
1) радиальная, окружная,
2) радиальная, осевая, нормальная
3) радиальная, окружная, нормальная
4) радиальная, окружная, осевая
Ответ :

Задание 10
При проектном расчете размеры открытой зубчатой передачи определяют расчетом …
1) на прочность при изгибе зубьев
2) на прочность при срезе зубьев
3) на контактную прочность зубьев
4) на прочность при смятии зубьев
5) на прочность при сжатии зубьев
Ответ :

Задание 11
Формула для проектного расчета цилиндрических зубчатых передач имеет вид …
1)
2)
3)
4)
Ответ :

Задание 12
Формула для проверочного расчета контактных напряжений цилиндрических зубчатых передач имеет вид …
1)
2)
3)
4)
Ответ :

Задание 13
Формула для проверочного расчета напряжений изгиба цилиндрических зубчатых передач имеет вид …
1)
2)
3)
4)
Ответ :

Источник

Передачи, их виды: фрикционные, ременные, цепные, зубчатые, червячные

материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

Механическая передача – механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов. [1]

Типы механических передач:

В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов передачи разделяют на:

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. [2]

Зубчатые передачи предназначены для:

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

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

Цилиндрические зубчатые передачи (рисунок 1) бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колёса. С увеличением угла повышается прочность косозубых передач (за счёт наклона увеличивается площадь контакта зубьев, уменьшаются габариты передачи). Однако в косозубых передачах появляется дополнительная осевая сила, направленная вдоль оси вала и создающая дополнительную нагрузку на опоры. Для уменьшения этой силы угол наклона ограничивают 8-20°. Этот недостаток исключён в шевронной передаче.

Рисунок 1 – Основные виды цилиндрических зубчатых передач

Конические зубчатые передачи (рисунок 2) применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 90°. Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические. Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической. Для повышения нагрузочной способности конических колёс применяют колёса с непрямыми (тангенциальными, круговыми) зубьями.

Рисунок 2 – Конические зубчатые передачи

Достоинства зубчатых передач:

Недостатки зубчатых передач:

Червячные передачи (рисунок 3) применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 90°. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары.

Рисунок 3 – Червячная передача

В отличие от большинства разновидностей зубчатых в червячной передаче окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают. Они направлены под углом и отличаются по значению. При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной низкого КПД, повышенного износа и заедания. Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса – бронза (реже – латунь, чугун).

Достоинства червячных передач:

Недостатки червячных передач:

Для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами применяют механизмы, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передаётся с помощью гибких звеньев. В качестве гибких звеньев применяются: ремни, шнуры, канаты разных профилей, провода, стальную ленту, цепи различных конструкций.

Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Для сохранности постоянства натяжения гибких звеньев в механизмах применяются натяжные устройства: ролики, пружины, противовесы и т.п.

Различают следующие разновидности передач с гибкими звеньями:

Ременная передача (рисунок 4) состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы. Нагрузки передается за счёт сил трения, возникающих между шкивами и ремнём вследствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

Рисунок 4 – Ременная передача

Наибольшие преимущества наблюдаются в передачах с зубчатыми (поликлиновыми) ремнями.

Достоинства ременных передач:

Недостатки ременных передач:

Цепная передача (рисунок 5) основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

Рисунок 5 – Цепные передачи: а) с роликовой цепью; б) с зубчатой пластинчатой цепью

Область применения цепных передач:

По типу применяемых цепей бывают:

Достоинства цепных передач (по сравнению с ременной передачей):

Недостатки цепных передач связаны с тем, что звенья располагаются на звёздочке не по окружности, а по многоугольнику, что влечёт:

Фрикционная передача – кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии (рисунок 6). [3]

Рисунок 6 – Фрикционные передачи

Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.

Фрикционные передачи делятся:

Источник