б)

Рис.2. Передачи с гибкой связью: а — ременная; б — цепная

по способу соединения деталей:

- передачи с непосредственным контактом тел вращения (фрикционные, зубчатые, червячные, передачи винт-гайка — см. рис.1);

- передачи с гибкой связью (ременная, цепная — см. рис.2).

по характеру изменения скорости

– понижающие (редукторы);

– повышающие (мультипликаторы);

- регулируемые (со ступенчатым регулированием и бесступенчатым (плавным) регулированием);

- нерегулируемые;

по взаимному расположению валов в пространстве

– с параллельными валами - зубчатые с цилиндрическими колесами, фрикционные с цилиндрическими роликами, цепные;

– с пересекающими валами - зубчатые и фрикционные конические, фрикционные лобовые;

– с перекрещивающимися валами - зубчатые - винтовые и коноидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика;

- с соосными валами.

по характеру изменения передаточного отношения (числа)

- передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением;

- передачи с переменным (изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе) передаточным отношением.

по характеру движения валов

– простые передачи, в которых валы вращаются лишь вокруг своих осей, а оси валов и сопряженные с ними детали остаются в пространстве неподвижными;

- планетарные передачи, в которых оси и сопряженные с ними детали (сателлиты) перемещаются в пространстве. Разновидностью планетарных передач являются волновые передачи.

по подвижности осей и валов

- передачи с неподвижными осями валов - рядовые (коробки скоростей, редукторы);

- передачи с подвижными осями валов (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами).

по числу ступеней (т.е. отдельных передач, взаимно связанных и одновременно участвующих в передаче и преобразовании движения)

– одноступенчатые;

– многоступенчатые.

по конструктивному оформлению

– открытые (не имеют общего закрывающего их корпуса);

– полузакрытые, смонтированные в легкий защитный кожух, который не выполняет силовых функций;

– закрытые, заключенные в общий прочный и жесткий корпус, объединяющий все подшипниковые узлы и выполняющий герметизацию и постоянную смазку передачи.

Передача, в которой энергия с входного на выходное звено передается через несколько параллельно расположенных механизмов, называется многопоточной передачей. К таким передачам относятся также разветвленные передачи – приводы от одного двигателя нескольких исполнительных механизмов. Многопоточными являются волновые зубчатые и планетарные передачи, так называемые передачи с многопарным зацеплением. Многопарное зацепление – это такое зацепление, в котором одновременно находятся две и большее число пар зубьев. В многопоточной передаче, благодаря распределению нагрузки между параллельно работающими механизмами, кинематическими цепями или кинематическими парами, уменьшены габаритные размеры и масса.

Кинематические схемы механических передач приведены в таблице 1.

Таблица 1. Кинематические схемы механических передач и деталей машин

Наименование	Обозначение
Вал, валик, ось, стержень, шатун и т.п.
Подшипники скольжения и качения на валу (без уточнения типа): а) радиальные б) упорные
Муфта. Общее обозначение без уточнения типа
Тормоз. Общее обозначение без уточнения типа
Передачи фрикционные: а) с цилиндрическими роликами
б) с коническими роликами
Передача ремнем без уточнения типа ремня
Передача плоским ремнем
Передача клиновым ремнем
Передача круглым ремнем
Передача зубчатым ремнем
Передача цепью, общее обозначение без уточ- нения типа цепи
Передачи зубчатые (цилиндрические): а) внешнее зацепление (общее обозначение без уточнения тина зубьев)
б) то же, с прямыми, косыми и шевронными зубьями
Передачи зубчатые с пересекающимися валами, конические
Передачи зубчатые со скрещивающимися валами: а) червячные с цилиндрическим червя ком
б) червячные глобоидные
Передача винт-гайка
Электродвигатель

Зубчатые передачи

Зубчатые передачи получили наибольшее распространение в машиностроении благодаря следующим достоинствам:

а) практически неограниченной передаваемой мощности,

б) малым габаритам и весу,

в) стабильному передаточному отношению,

г) высокому КПД, который составляет в среднем 0,97 - 0,98.

Недостатком зубчатых передач является шум в работе на высоких скоростях, который однако может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев.

При высоких угловых скоростях вращения рекомендуется применять косозубые шестерни, в которых зубья входят о зацепление плавно, что и обеспечивает относительно бесшумную работу. Недостатком косозубых шестерен является наличие осевых усилий, которые дополнительно нагружают подшипники. Этот недостаток можно устранить, применив сдвоенные шестерни с равнонаправленными спиралями зубьев или шевронные шестерни. Последние, ввиду высокой стоимости и трудности изготовления применяются сравнительно редко - обычно лишь для уникальных передач большой мощности. При малых угловых скоростях вращения применяются конические прямозубые шестерни, а при больших - шестерни с круговым зубом, которые в настоящее время заменили конические косозубые шестерни, применяемые ранее. Конические гипоидные шестерни тоже имеют круговой зуб, однако оси колес в них смещены, что создает особенно плавную и бесшумную работу. Передаточное отнесение в зубчатых парах колеблется в широких пределах, однако обычно оно равно 3 - 5.

Червячные передачи

Это передачи со скрещивающимися осями. Отличаются полностью бесшумной работой и большим передаточным отношением в одной паре, которое в среднем составляет 16 - 25. Серьезным недостатком червячных передач, ограничивающим их применение при значительных мощностях, является низкий КПД, обусловленный большими потерями на трение в зацеплении. Как следствие низкого КПД - при работе передачи под нагрузкой, выделяется большое количество тепла, которое надо отводить во избежание перегрева. Средние значения КПД первичной передачи составляют 0,7 -0,8.

Цепные передачи

Применяются при передаче вращения между, параллельными удаленными друг от друга валами. В настоящее время получили распространение два типа приводных цепей:

а) цепи втулочно-роликовые (типа Галя),

б) цепи зубчатые из штампованных звеньев (типа Рейнольдса).

Зубчатые цепи, благодаря относительно меньшему шагу, работают более плавно и бесшумно.

Недостатком цепных передач является сравнительно быстрый износ шарниров, способствующий вытяжке цепи и нарушению ее зацепления со звездочкой, а также шумная работа на высоких скоростях вследствие особенностей кинематики цепной передачи.

Ременные передачи

Применяются также для передачи вращения между параллельными удаленными валами. Область распространения этих передач в настоящее время значительно сократилась, однако они еще находят широкое применение в качестве первичного привода от двигателя, а также привода к механизмам, обладающим большим моментом вращающихся масс. При трогании с места и в случае внезапных перегрузок ремни пробуксовывают, спасая механизмы от поломок.

Преимущественное распространение перед плоскими получили плановые ремни, обладающие большей тяговой способностью.

Фрикционные передачи

Фрикционные передачи по форме фрикционных катков могут быть: цилиндрическими, коническими, лобовыми - с внешним и внутренним контактом. Главное достоинство фрикционных передач заключается в возможности создания на их базе фрикционных вариаторов (бесступенчатых коробок передач), а также в бесшумной их работе при высоких скоростях.

Основные кинематические и силовые отношения в передачах

При равномерном вращательном движении тела его любая точка имеет постоянную угловую скорость:

где φ – угол поворота; t – время поворота.

Скорость вращения характеризуется также частотой вращения «n» (об/мин).

Линейная скорость (V) точки определяется зависимостью:

где D и R – диаметр и радиус точки, где определяют скорость.

Линейную скорость (V) называют окружной скоростью.

Сила (P), действующая на тело и вызывающая его вращение или сопротивление вращению, называется окружной силой.

Окружная сила направлена по касательной к траектории точки ее приложения. Связь между силой (P), окружной скоростью “V” и мощностью (N) выражается формулами:

здесь: P – окружная сила, Н

V – окружной скоростью, м/с.

Окружная сила (P) связана с передаваемым моментом (T) следующим образом:

Принято обозначать: для ведущего элемента использовать индекс – 1: ω₁, n₁, N₁, T_1, D₁; для ведомого – индекс – 2: ω₂, n₂, N₂, T₂, D₂.

Передаваемый момент (T) связан с мощностью (N), угловой скоростью ω и частотой вращения n следующим зависимостями:

здесь: N – Вт; n₁– об/мин.

Основные характеристики передач

Во всех механических передачах различают два основных звена: входное (ведущее) и выходное (ведомое). Между этими звеньями в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные звенья. Звенья, передающие вращающий момент, называют ведущими, а звенья, приводимые в движение от ведущих (катки, шкивы, зубчатые колеса и т.п.), – ведомыми.

Параметры передачи, относящиеся к ведущим звеньям, будем отмечать индексом 1, а к ведомым - индексом 2, т. е. d₁, v₁, ω₁, P₁, T₁ – соответственно диаметр, окружная скорость, угловая скорость, мощность, вращающий момент на ведущем валу; d₂, v₂, ω₂, P₂, T₂ – то же, на ведомом.

Любая механическая передача характеризуется следующими основными параметрами (рис. 3): мощностью Р₂ – на выходе, кВт; быстроходностью, которая выражается угловой скоростью ведомого вала ω₂, рад/с, или частотой вращения n, измеряемой в об/мин (мин^-1), и передаточным отношением u.

Это три основные характеристики, необходимые для проектировочного расчета любой передачи.

Рис. 3. Основные параметры передач

Рис. 4. Трехступенчатая передача

Рис. 5. 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 (рис. 4) 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 (рис.5), один из которых будет ведущим, а второй — ведомым.

Введем следующие обозначения: ω₁ и п₁ — угловая скорость и частота вращения ведущего вала, выраженные соответственно рад/с и об/мин; ω₂ и п₂ — угловая скорость и частота вращения ведомого вала; D₁ и D₂ - диаметры вращающихся деталей (шкивов, катков и т. п.); ν₁ и ν₂ — окружные скорости, м/с.

Передаточное число – отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала конкретной передачи. Передаточное число не может быть меньше единицы. Оно представляет собой абсолютную величину передаточного отношения:

Учитывая

получим:

Принимая в точке контакта

можно записать:

Диаметр начальных окружностей зубчатых колес зубчатой передачи определяется по формулам:

Передаточное число:

Таким образом, для любой передачи:

Отношение угловых скоростей ведущего ω₁ и ведомого ω₂ звеньев называют также передаточным отношением и обозначают і.

Передаточное число в отличие от передаточного отношения всегда положительное и не может быть меньше единицы. Передаточное число характеризует передачу только количественно. Передаточное число и передаточное отношение могут совпадать только у передачи внутреннего зацепления. У передач внешнего зацепления они не совпадают, так как имеют разные знаки: передаточное отношение – отрицательное, а передаточное число – положительное. Если ведущее и ведомое колеса вращаются в одну сторону (например, у зубчатой передачи с внутренним зацеплением), то передаточное отношение считается положительным. Если ведомое и ведущее колеса вращаются в разные стороны (например, у зубчатой передачи внешнего зацепления), то передаточное отношение считается отрицательным.

В передаче, понижающей частоту вращения n (угловую скорость ω), u>1; при и<1 частота вращения (угловая скорость) повышается. Понижение частоты вращения называют редуцированием, а закрытые передачи, понижающие частоты вращения,– редукторами. Устройства, повышающие частоты вращения, называют ускорителями или мультипликаторами. Передачи выполняют с постоянным, переменным или регулируемым передаточным отношением. Как те, так и другие, широко распространены. Регулирование передаточного отношения может быть ступенчатым или бесступенчатым. Ступенчатое регулирование реализуется в коробках передач с зубчатыми колесами, в ременных передачах со ступенчатыми шкивами и т. п.; бесступенчатое регулирование – с помощью фрикционных, ременных или цепных вариаторов. Заметим, что ступенчатое регулирование дешевле и осуществляется более простыми и надежными механизмами. Механизмы бесступенчатого регулирования позволяют менять угловую скорость на ходу и выбирать оптимальные законы движения. Применение того или иного способа регулирования передаточного отношения зависит от конкретных условий работы машины, которую обслуживает передача. Вообще передаточное отношение следует считать основной кинематической характеристикой передач.

В приводах с большим передаточным числом (до и= 1000 и выше), составленных из нескольких последовательно соединенных передач (многоступенчатые передачи), передаточное число равно произведению передаточных чисел каждой ступени передачи, т. е.

Передаточное число привода реализуют применением в силовой цепи многоступенчатых однотипных передач, а также передач разных видов (рис.6). Нагруженность деталей зависит от места установки передачи в силовой цепи и распределения общего передаточного числа между отдельными передачами. По мере удаления по силовом потоку от двигателя в понижающих передачах нагруженность деталей растет. Следовательно, в области малых частот вращения n (и соответственно больших вращающих моментов Т) целесообразно применять передачи с высокой нагрузочной способностью (например, зубчатые, цепные).

Рис. 6. Схема привода ленточного конвейера: 1-электродвигатель; 2-ременная передача;

3-редуктор цилиндрический одноступенчатый; 4-цепная передача; 5-лента конвейера; 6- барабан конвейера

Так, в приводе на рис. 6, состоящем из ременной, зубчатой и цепной передач, вариант размещения «двигатель – ременная – зубчатая – цепная передача – исполнительный орган» предпочтительнее других вариантов.

Окончательное решение вопроса о распределении общего передаточного числа и между передачами разных типов требует сопоставления результатов расчетов на основе технико – экономического анализа нескольких вариантов.

Передача мощности от ведущего вала к ведомому всегда сопровождается потерей части передаваемой мощности вследствие наличия вредных сопротивлений (трения в движущихся частях, сопротивления воздуха и др.).

Если Р₁ — мощность на ведущем валу, Р₂ — на ведомом валу, то Р₁ > Р₂.

Отношение значений мощности на ведомом валу P₂ к мощности на ведущем валу P₁ называют механическим коэффициентом полезного действия (КПД) и обозначают буквой η:

Общий КПД многоступенчатой последовательно соединенной передачи определяют по формуле

где — КПД, учитывающие потери в отдельных кинематических парах передачи (подшипники, муфты).

Следовательно КПД машины, содержащей ряд последовательных передач, всегда будет меньше КПД любой из этих передач.

КПД характеризует качество передачи. Потеря мощности – показатель непроизводительных затрат энергии – косвенно характеризует износ деталей передачи, так как потерянная в передаче мощность превращается в теплоту и частично идет на разрушение рабочих поверхностей.

С уменьшением полезной нагрузки КПД значительно снижается, так как возрастает относительное влияние постоянных потерь (близких к потерям холостого хода), не зависящих от нагрузки.

Отношение потерянной в механизме (машине) мощности (P₁ - P₂) к ее входной мощности называют коэффициентом потерь, который можно выразить следующим образом:

Следовательно сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице:

Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с,

где ω – угловая скорость,с^-1; n – частота вращения, мин^–1; d – диаметр, мм (колеса, шкива и др.)

Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны: ;

Окружная сила, Н,

где Р –мощность, кВт; ν – м/с; Т– Нм; d – мм;

Вращающий (крутящий) момент, Нм,

где Р – кВт; F_t – H; d –мм.

Вращающий момент Т₁ ведущего вала является моментом движущих сил, его направление совпадает с направлением вращения вала. Момент Т₂ ведомого вала – момент сил сопротивления поэтому его направление противоположно направлению вращения вала;

Передачи с постоянным передаточным числом

В задании на проектирование с постоянным передаточным числом должны быть известны: передаваемая мощность N или крутящий момент T на ведомом валу, частота вращения ведущего n₁ и ведомого n₂ валов, схема передачи, габариты и режим работы передачи.

По этим данным можно спроектировать несколько передач различных типов. Возможные варианты передач нужно сравнить между собой по весу, КПД, габаритам и др. параметрам и выбрать из них наивыгоднейший. В таблице 2 приводятся некоторые параметры различных передач.

Таблица 2. Ориентировочные знания основных параметров одноступенчатых механических передач

Передачи	Передаточное отношение u	КПД, η	Передаваемая мощность Р, кВт	Относительные габаритные размеры	Относительная масса	Относительная стоимость
Зубчатые:
цилиндрические	До 6,3	0,97....	Не ограничена	1	1	1
конические	До 6,3	0,95–97	4000	2	1,2–1	1,7...	2,2
планетарные А ³₁_h	3–9	0,95–0,97	5000	0,7–1	0,93–0,73	1,5 … …	1,25
планетарные В ³₁_h	7–16	0,94–0,96	5000	0,8–1,1	0,95–0,8	1,6 ...…	…1,3
волновые u ²_h₁	80–315	0,7–0,9	150	0,5–0,6	0,05–0,15	1,7 …	…1,5
Червячная при числе заходов червяка:
Z₁ = 4	8–14	0,8–0,9
Z₁ = 2	14–30	0,75–0,85 0,85	60	1–1,6	1,04	1,55	…1,4
Z₁=1	30–80	0,7–0,8
Цепные	До 10	0,92–0,95	120	1–1,6	0,25	0,35	…0,2
Ременные (трением)	До 8	0,94–0,96 0,96	50	5–4	0,4–0,5	0,3	…0,2
Зубчато-ременные	До 12	0,96–0,98	100	2,5–3	0,3	0,8	…0,2
Фрикционные	До 7	0,85–0,95	20	1,5–2	1,5	0	8
Муфта соединительная		0,98
Подшипники качения (одна пара)		0,99

Примечания.

1. Относительные габаритные размеры, масса и стоимость определяются по отношению к одноступенчатой зубчатой передаче.

2. Передаточные отношения и редукторов надо выбирать из единого ряда (допускаемое отклонение от номинального значения и±4%): 1, 1,12; 1,25, 1,4; 1,6, 1,8; 2; 2,24; 2,5, 2,8; 3,15, 3,55; 4, 4,5; 5; 5,6, 6,3; 7,1; 8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18, 20; 22,4; 25; 28; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56, 63; 71, 80; 90; 100, 112, 125; 140, 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315, 355;

В таблице приведены ориентировочные данные различных передач. При проектировании конкретной передачи необходимо пользоваться более точными табличными данными соответствующих справочников.

Передачи с переменным передаточным числом

Многие машины в процессе работы требуют изменения передаточного числа.

а) передачи ступенчатого регулирования (коробки передач).

В этом случае исходным является заданный ряд скоростей ведомого вала, частота вращения ведущего вала (обычно n₁=const) и крутящий момент на ведомом валу. Ряд скоростей (чисел оборотов) должен составлять геометрическую прогрессию.

Отношение называется диапазоном регулирования.

Отношение двух соседних чисел оборотов называется знаменателем ряда или коэффициентом регулирования.

Величина φ нормализована, например, в станкостроении φ= 1,26; φ= 1,41; φ = 1,58.

Ступенчатое регулирование в передачах трением осуществляется с помощью ступенчатых шкивов и ремня, который переводится с одной ступени на другую.

б) передачи бесступенчатого регулирования (вариаторы).

Ступенчатое регулирование скорости приводит к потере производительности машины. Полностью исключить ее можно лишь используя принцип бесступенчатого регулирования скорости. Наиболее просто такой вид регулирования осуществляется в передачах трением – фрикционных и ременных. Обычно они носят название фрикционные или ременные вариаторы.

Механизмы преобразования одного вида движения в другой (общие сведения)

В данном учебнике «Детали машин» в пределах учебной программы рассматриваются рычажные, кулачковые и храповые механизмы: назначение, принцип работы, устройство, область применения.

Подробно этот раздел изучается в курсе «Теория механизмов и машин».

Рычажные механизмы

Рычажные механизмы предназначены для преобразования одного вида движения в другое, колебательное вдоль или вокруг оси. Наиболее распространенные рычажные механизмы — шарнирный четырехзвенный, кривошипно-ползунный и кулисный.

Шарнирный четырехзвенный механизм (рис.7) состоит из кривошипа 7, шатуна 2 и коромысла 3. В зависимости от соотношения длин рычагов 1, 2, 3 механизм и его звенья будут выполнять разные функции. Механизм, изображенный на рис.7, со звеном 1, наиболее коротким из всех, называется однокривошипным. При вращении кривошипа. 1 вокруг оси О, коромысло 3 совершает колебательное движение вокруг оси О₂, шатун 2 совершает сложное плоскопараллельное движение.

Кривошипно-ползунный механизм получают из шарнирного четырехзвенника при замене коромысла 3 ползуном 3 (рис. 8). При этом вращение кривошипа 1, ползун 3 совершает колебательное прямолинейное движение вдоль направляющей ползуна. В двигателях внутреннего сгорания, таким ползуном, является поршень, а направляющей — цилиндр.

Кулисные механизмы служат для преобразования равномерно-вращательного движения кривошипа в качательное движение кулисы или неравномерное прямолинейное колебательное (возвратно-поступательное) движение ползуна. Кулисные механизмы используются в строгальных станках, когда рабочий ход (снятие стружки) происходит медленно, а нерабочий ход (возвращение резца) — быстро. На рис.9 показана схема кулисного механизма с входным поршнем на шатуне. Такая схема используется в механизмах гидронасосов ротационного типа с вращающимися лопастями, а также в различных гидро- или пневмоприводах механизма с входным поршнем 3 на шатуне, скользящем в качающемся (или вращающемся) цилиндре.

Рис.7. Шарнирный четырехзвенный механизм: 1 — кривошип; 2 — шатун; 3 — коромысло

Рис.8. Кривошипно-шатунный механизм: 1 — кривошип; 2—шатун; 3 — ползун

Рис.9. Кулисный механизм: 1 — кривошип; 2 — шатун; 3 — поршень

Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного движения ведущего звена (кулачка) в заведомо заданный закон возвратно-поступательного движения ведомого звена (толкателя). Широко применяются кулачковые механизмы в швейных машинах, двигателях внутреннего сгорания, автоматах и позволяют получить заведомо заданный закон движения толкателя, а также обеспечить временные остановы ведомого звена при непрерывном движении ведущего.

На рис. 10 приведены плоские кулачковые механизмы. Кулачковый механизм состоит из трех звеньев: кулачка 1, толкателя 2 и стойки (опоры) 3. Для уменьшения трения в кулачковый механизм вводится ролик. Ведущим звеном в кулачковом механизме является кулачок. Кулачок может совершать как вращательное движение, так и поступательное. Движение ведомого звена — толкателя — может быть поступательным и вращательным.

Рис. 10. Кулачковые механизмы: 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — стойка (опора)

Недостатки кулачковых механизмов: высокие удельные давления, повышенный износ звеньев механизма, необходимость обеспечения замыкания звеньев, что приводит к дополнительным нагрузкам на звенья и к усложнению конструкции.

Храповые механизмы

Храповые механизмы относятся к механизмам прерывистого действия, которые обеспечивают движения ведомого звена в одном направлении с периодическими остановками. Конструктивно храповые механизмы делятся на нереверсивные с внутренним зацеплением и с храповым колесом, а также реверсивные в виде зубчатой рейки.

Нереверсивный храповый механизм с внутренним зацеплением (рис. 11). Ведущим звеном может быть как храповое колесо внутреннего зацепления 1, соединенное с зубчатым колесом внешнего зацепления, так и втулка 4 с закрепленной на ней собачкой 3, подпружиненной к зубьям храпового колеса 1 пружиной 2.

Рис. 11. Нереверсивный храповый механизм с внутренним зацеплением:

1 — храповое колесо; 2 — пружина; 3 — собачка; 4 — втулка

В нереверсивных механизмах (рис. 12) храповое колесо выполняют в виде рейки 1 в направляющих, и тогда собачка 2 сообщает рейке с храповым зубом прерывистое прямолинейное движение. В этом случае предусматривает устройство, которое возвращает рейку в начальное положение.

Рис. 12. Нереверсивный храповый механизм:

1 — рейка; 2 — собачка

Рис. 13. Реверсивный храповый механизм:

1- храповик; 2 — ведущий рычаг; 3 — собачка

Реверсивные храповые механизмы (рис.13) имеют: храповое колесо 1 с зубьями эвольвентного профиля, а на ведущем рычаге 2 шарнирно устанавливают собачку 3, которую при необходимости реверса перебрасывают вокруг оси О_х.

В машино- и приборостроении применяют храповые механизмы, в которых механизм (ведомое звено) двигается в одном направлении с периодическими остановками (металлообрабатывающие станки, задняя ведущая втулка у велосипеда и др.).

Мальтийский механизм (крест)

Мальтийские кресты широко применяются в машинных автоматах. Они относятся к механизмам прерывистого действия и предназначены для преобразования равномерного вращения ведущего звена в периодические с остановками ведомого звена, работают плавно без ударов (в отличие от храповых механизмов).

Наиболее распространенные мальтийские механизмы с внешним зацеплением (рис. 14). Такой механизм состоит из ведущего кривошипа 7, ролика 2 на его конце, мальтийского креста 3. При вращении кривошипа 1 ролик 2 входит в паз 4 мальтийского креста 3 и возвращает его на заданный угол. После выхода ролика 2 из паза 4 угловое положение мальтийского креста фиксируется цилиндрической поверхностью диска.

Мальтийские механизмы проектируются с числом пазов мальтийского креста, равным 3 + 12. Расчеты храповых механизмов на прочность проводятся в зависимости от вращающего момента на вале храпового колеса.

Рис. 14. Мальтийский механизм: 1 — ведущий кривошип;

2 — ролик; 3 - мальтийский крест; 4 - паз мальтийского креста

Вопросы для самопроверки

- Мощность механической передачи определяется по формуле …

- КПД механической передачи определяется по формуле …

- Механическая передача является повышающей и называется мультипликатором при …

1) u<1, n₁<n₂

2) u>1, n₁>n₂

3) u>1, n₁<n₂

4) u<1, n₁>n₂

- Механическая передача является понижающей и называется редуктором при …

1) u<1, n₁<n₂

2) u<1, n₁>n₂

3) u>1, n₁<n₂

4) u>1, n₁>n₂

- Коэффициент полезного действия (КПД) механического привода определяется по формуле …

- Наиболее высокий КПД имеет … передача.

1) зубчатая коническая

2) цепная

3) червячная

4) ременная

5) зубчатая цилиндрическая

- К механическим передачам зацеплением относятся …

1) зубчатые, волновые, клиноременные

2) зубчатые, фрикционные, червячные

3) зубчатые, цепные, червячные, планетарные

4) зубчатые, червячные, ременные, фрикционные

- К механическим передачам трением относится …

1) червячная

2) клиноременная

3) волновая зубчатая

4) планетарная

5) винтовая

- Большее передаточное отношение имеет … передача.

1) коническая зубчатая

2) ременная

3) цепная

4) цилиндрическая зубчатая

5) червячная

- В механическом приводе быстроходной называется передача …

1) расположенная ближе к двигателю

2) расположенная ближе к рабочем органу привода

3) открытая

4) закрытая

- Передаточное отношение механической передачи определяют по формуле...

- Опишите взаимное положение валов в передаче 10—11, см. рис. 16

1. Передача с параллельными осями валов

2. Передача с пересекающимися осями валов

3. Передача с перекрещивающимися осями валов

4. Определить нельзя

- Показать на рис. 16 червячную передачу

1. Поз. 2-3

2. Поз. 4-5

3. Поз. 6-7

4. Поз. 10-11

5. Поз. 12-13

- Покажите на рис.16 машину-орудие (поз. I, II, III, IV)

1) I

2) II

3) III

4) IV

- Какое назначение механических передач

1. Вырабатывать энергию

2. Воспринимать энергию

3. Затрачивать энергию на преодоление внешних сил, непосредственно связанных с процессом производства

4. Преобразовывать скорость, вращающий момент, направление вращения

- Как классифицируют зубчатую передачу по принципу передачи движения?

1. Трением

2. Зацеплением

3. Непосредственно контактом деталей, сидящих на ведущем и ведомом валах

4. Передача гибкой связью

- Покажите на рис. 16 ведущее колесо третьей пары

1. Поз. 3

2. Поз. 4

3. Поз. 5

4. Поз. 6

5. Поз. 7

- Передача 4—5 (см. рис. 16) понижающая или повышающая?

1. Понижающая

2. Повышающая

- Сколько ступеней имеет передача, показанная на рис. 16?

1) 1

2) 2

3) 6

4) 12

- Какое из приведенных отношений называют передаточным числом одноступенчатой передачи?

1) n₂/n₁

2) D₂/D₁

3) D₁/D₂

II III IV

Рис. 16. Кинематическая схема многоступенчатой передачи

- Как называется передача, кинематическая схема которой показана на рисунке?

1. Цилиндрическая

2. Коническая

3. Червячная

4. Планетарная

- Как называется передача, кинематическая схема которой показана на рисунке?

kpr02q02

1. Цилиндрическая

2. Коническая

3. Червячная

4. Планетарная

- Как называется передача, кинематическая схема которой показана на рисунке?

kpr02q03

1. Цилиндрическая

2. Коническая

3. Червячная

4. Планетарная

- Какая передача может использоваться для передачи вращения между валами, оси которых пересекаются?

1. Коническая

2. Червячная

3. Цилиндрическая

4. Гипоидная

- Какая передача может использоваться для передачи вращения между валами, оси которых параллельны?

1. Цилиндрическая

2. Червячная

3. Гипоидная

4. Реечная

- Какая передача может использоваться для передачи вращения между валами, оси которых перекрещиваются (но не пересекаются)?

1. Червячная

2. Гипоидная

3. Коническая

4. Винтовая

- У какой червячной передачи к.п.д. как правило выше?

1. С однозаходным червяком

2. С двухзаходным червяком

3. С трехзаходным червяком

4. С четырехзаходным червяком

- Как называется передача, шестерня и колесо которой показаны на фотографии?

kpr02q14

1. Цилиндрическая

2. Коническая прямозубая

3. Коническая с круговыми зубьями

4. Червячная

- Укажите направление линии зуба

kpr02q15

1. Правое

2. Левое

3. Тангенциальное

4. Круговое

- Укажите направление линии зуба

kpr02q16

1. Правое

2. Левое

3. Зубья прямые

4. Круговое

- Укажите тип передачи, колесо которой представлено на фотографии

kpr02q17

1. Цилиндрическая

2. Коническая

3. Червячная

4. Гипоидная

- Укажите тип передачи, ведущее звено которой представлено на фотографии

kpr02q18

1. Цилиндрическая

2. Винтовая

3. Червячная

4. Червячная глобоидная

- С каким числом зубьев можно нарезать прямозубое зубчатое колесо с помощью модульной фрезы, показанной на фотографии?

kpr02q19

1. С любым

2. С четным

3. От 55 до 134 включительно

4. До 55 и свыше 134

- Макет какой передачи показан на фотографии?

kpr02q20

1. Червячной

2. Глобоидной

3. Винтовой

4. Реечной

- Какой инструмент применяется для обработки зубчатых колес с внутренними зубьями?

kpr02q21

1. Долбяк

2. Модульная фреза

3. Зубострогальный резец

4. Червячная фреза

- На каком станке обычно выполняют обработку зубчатых колес с внутренними зубьями?

kpr02q21

1. На зубодолбежном

2. На зубофрезерном

3. На зубострогальном

4. На шевинговальном

- Укажите марки сталей, применяемых для изготовления цементованных зубчатых колес.

1. 12ХН3А

2. 20Х2Н3А

3. 40Х

4. 65Г

- Укажите марку (марки) материала (материалов), применяемых для изготовления венцов червячных колес.

1. Бр О10Ф1

2. 40Х

3. 38Х2МЮА

4. 30ХГТ

- Какая передача как правило имеет меньший уровень шума при работе?

1. Цилиндрическая прямозубая

2. Коническая

3. Червячная

4. Цилиндрическая косозубая

Контрольные вопросы

- Чем отличается машина-орудие от машины-двигателя?

- Покажите на рис. 17 передачу.

Рис. 17. Кинематическая схема велосипеда:

1 — руль; 2 — рама; 3 — ведущая звездочка; 4 — ведомая звездочка;

5 — крыло; 6 — цепь; 7 — колесо; 8 — ось

- Почему вращательное движение наиболее распространено в механизмах и машинах?

- Чем вызвана необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и рабочими органами машины?

- Какие функции могут выполнять механические передачи?

- Для каких целей используются механические передачи?

- В чем разница между редуктором и мультипликатором?

- Что такое передаточное число?

- Как определяют передаточное число и КПД многоступенчатой передачи?

- Как изменяются от ведущего к ведомому валу такие характеристики передачи как мощность, вращающий момент, частота вращения?

- Какие передачи передают вращение зацеплением?

- Какие передачи передают вращение трением?

- Какие виды зубчатых передач вам известны?

- Как определяется КПД зубчатых передач?

- Каковы особенности определения КПД червячных передач?

- В чем особенности устройства и работы планетарных передач?

- В чем особенности устройства и работы волновых передач?

- В чем преимущества и недостатки червячных передач по сравнению с волновыми?

- В чем преимущества и недостатки гипоидных передач по сравнению с коническими?

- Как преобразуют движение винтовые передачи?

- В чем преимущества и недостатки цепных и ременных передач в сравнении друг с другом?

- В чем особенности устройства и работы вариаторов?

- Почему для соединения ведущих и ведомых колес локомотива применяют спарники, а не другие виды передач?

- Можно ли в двигателях внутреннего сгорания применить вместо кривошипно-ползунного механизма прямило?

- Почему (помимо простоты) в кулачковом механизме открывания-закрывания клапанов двигателя внутреннего сгорания применяют силовое, а не кинематическое замыкание кулачка и толкателя?

- Почему на конце толкателя, соприкасающегося с кулачком, часто выполняют ролик?

- Почему на холостом ходу храповой механизм «трещит»?

- Если мальтийский механизм работает плавнее и без ударов, почему вместо храповых механизмов везде не используют мальтийские?

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00

Главная

Раздел 6. Введение в передачи

Классификация механических передач

Зубчатые передачи

Зубчатые передачи получили наибольшее распространение в машиностроении благодаря следующим достоинствам:

Червячные передачи

Цепные передачи

Ременные передачи

Фрикционные передачи

Основные кинематические и силовые отношения в передачах

Основные характеристики передач

Передачи с постоянным передаточным числом

Передачи с переменным передаточным числом

Механизмы преобразования одного вида движения в другой (общие сведения)

Рычажные механизмы

Кулачковые механизмы

Храповые механизмы

Мальтийский механизм (крест)

Вопросы для самопроверки

Контрольные вопросы