Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Кривошипно-шатунный механизм один из самых распространенных шарнирнорычажных механизмов. Его применяют как для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (например, механические ножовки, поршневые насосы), так и для преобразования возвратно-поступательного движении во вращательное (например, двигатели внутреннего сгорания). Кривошип непрерывно вращается, ползун совершает возвратно-поступательное, а шатун сложное плоскопараллельное движение; стойка является неподвижным звеном. При повороте кривошипа на равные углы ползун проходит неравные участки пути. Это легко обнаружить, если на одной схеме изобразить звенья механизма в последовательно занимаемых им положениях. Таким образом, равномерное вращение кривошипа преобразуется в неравномерное возвратно-поступательное движение ползуна. Полный ход ползуна равен удвоенной длине кривошипа. Разновидностью кривошипно-шатунного механизма является эксцентриковый механизм, роль кривошипа в котором выполняет эксцентрик, укрепленный на ведущем валу. Эксцентрик — это диск, ось вращения которого не совпадает с его геометрической осью. В этом случае ход ползуна равен удвоенному расстоянию между геометрической осью детали и осью вращения. Это расстояние называют эксцентриситетом.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-ползунный механизм в состав которого входит ползун — звено, образующее со стойкой (неподвижным звеном)поступательную кинематическую пару. Кривошипно-ползунный механизм преобразует вращательное движение в прямолинейно-поступательное или наоборот. кривошип 1, шатун 2, ползун 3, неподвижная стойка 4.

Кривошипно-кулисный механизм Кривошипно-кулисные механизмы обычно преобразуют равномерное вращение кривошипа в неравномерное вращательное движение, качательное или возвратно-поступательное движение кулисы.

Кривошипные механизмы с качающейся кулисой используют в приводе движения резания металлорежущих станков.

а — с качающейся кулисой; б — с поступательно-движущейся кулисой (в приводе движения резания строгальных станков

Кулисный механизм Шарнирный механизм, в котором два подвижных звена — кулиса и кулисный камень — связаны между собой поступательной (иногда вращательной при дуговой кулисе) кинематической парой. Наиболее распространённые плоские четырёхзвенные К. м.

в зависимости от типа третьего подвижного звена делятся на группы: кривошипно-кулисные, кулиснокоромысловые, кулисно-ползунные, двухкулисные. Кривошипно-кулисные механизмы могут иметь вращающуюся, качающуюся или поступательно-движущуюся кулису Кривошипный механизм.

Кулисно-коромысловые механизмы, получающиеся из предыдущих при ограничении угла поворота кривошипа, выполняют с качающейся и поступательно-движущейся кулисой, применяют для преобразования движения, а также в качестве т. н. синусных механизмов, в счётно-решающих машин.

Кулисноползунные механизмы предназначаются для преобразования качательного движения в поступательное или наоборот, а также используются в качестве тангенсного механизма в счётно-решающих машинах. В машинах находят применение двухкулисные механизмы , обеспечивающие равенство угловых скоростей кулис при постоянном угле между ними.

Это свойство используют, например, в муфтах, допускающих смещение осей соединяемых валов. Сложные многозвенные К. м. применяют для различных целей, например в системах регулирования наполнения цилиндров двигателей внутреннего сгорания, реверсивных механизмах паровых машин и др.

состоит из кривошипного диска 1, кулисы 2 , качающейся вокруг оси 3. Другой конец кулисы связан с ползушкой 4. При вращении кривошипного диска палец 5, входящий в кулисный камень 6, заставляет кулису качаться вокруг оси 3.

Эксцентриковый механизм Является разновидностью кривошипно-ползунного механизма. Эксцентрик — это диск, у которого ось вращения не совпадает с его геометрической осью. Расстояние между осями называют эксцентриситетом.

При вращении эксцентрика 1 вокруг неподвижной оси 0 его геометрическая ось О описывает дугу окружности, радиус которой равен величине эксцентриситета /. Обойма 2 скользит относительно эксцентрика и через шатун 3 сообщает ползуну 4 возвратно-поступательное движение.

Эксцентриковый механизм преобразовывает только вращательное движение в возвратно-поступательное. Он применяется в механических прессах, камнедробилках и др.

Эксцентриковый механизм 1 — эксцентрик; 2 — обойма; 3 — шатун; 4 — ползун

Храповой механизм Состоит из храпового колеса и собачки, используют для преобразования непрерывного вращательного движения ведущего звена в прерывистое движение ведомого звена. Рассмотрим принцип его действия. Собачка, закрепленная на планке, совершает колебательное движение, передаваемое ей шатуном.

Поворачиваясь на определенный угол (величину угла можно регулировать, передвигая кривошипный палец), собачка захватывает зубья храпового колеса, перемещая его периодически в одном направлении. В обратном направлении колесо поворачиваться не может, так как собачка, упираясь в зубья храпового колеса, препятствует вращению его в этом направлении.

состоит из собачки (a) и зубчатого колеса (b)

Мальтийский механизм преобразует равномерное вращательное движение в прерывистое.

Например, шестишпиндельный автомат устроен так, что через определенный промежуток времени шпиндели передвигаются по окружности и за полный цикл обработки каждый шпиндель находится в шести различных позициях.

Вращение и фиксация в каждой позиции осуществляются при помощи мальтийского механизма. Принцип действия его следующий. При вращении кривошипного диска его палец входит в прорез мальтийского креста, поворачивая мальтийский крест до выхода из прореза.

Кривошипный механизм вращается равномерно, а механизм, соединенный с мальтийским крестом, поворачивается на определенный угол, пока палец кривошипа находится в прорезе креста. После этого мальтийский крест находится в состоянии покоя до тех пор, пока палец не войдет в следующий прорез.

Мальтийский механизм с внешним зацеплением с шестью прорезями Мальтийский механизм с внутренним зацеплением и четырьмя прорезями

Планетарный механизм преобразования движения Механизм преобразования движения предназначен для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Компактность механизма, напоминающего по габаритам обычный шарикоподшипник, позволяет уменьшить размеры и упростить конструкцию устройств, в которых используется возвратно-поступательное движение.

Имея возможность создать большой номенклатурный ряд механизмов по их размерам и передаваемым усилиям, появляются условия широчайшего использования механизмов преобразования в технике. Область применения их видится такой широкой, что сегодня даже трудно определить ее границы.

Еще одним качеством механизма преобразования движения является то, что он не только упрощает конструкцию машин, но и придает им новые свойства и характеристики. Примером может служить использование механизма в рулевой колонке автомобиля, при котором не только упрощается конструкция, но и появляется возможность вообще отказаться от гидравлического усилителя руля.

Используя механизм преобразования движения, появляются устройства так сильно отличающиеся от классических вариантов, что их можно отнести к устройствам нового типа, отличительной чертой которых является отсутствие продольных направляющих. Аналоги таких механизмов автору не известны.

Все выше перечисленное позволяет говорить о том, что использование механизма преобразования движения открывает новую область в технике, где даже применение механизма преобразования зачастую становится изобретением, о чем свидетельствуют полученные патенты Российской Федерации.

Планетарный механизм преобразования движения

Источник: https://present5.com/mexanizmy-preobrazovaniya-dvizheniya-k-mexanizmam-preobrazovaniya-dvizheniya/

План занятия "Механические передачи вращательного движения"

  • ГККП «Уральский колледж газа, нефти и отраслевых технологий»
  • Открытый урок
  • По дисциплине:Основы технической механики
  • На тему: Механические передачи вращательного движения

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Уральск 2016г.

Подготовила преподаватель специальных дисциплин

высшей категории ___________ С.С.Бисалиева

  1. План урока
  2. Группа: ТЖ122
  3. Тема урока:Механические передачи вращательного движения
  4. Компетенции:
  5. Информационная:дать информацию о конструктивных особенностях, достоинствах и недостатках, принципах работ механических передач.
  6. Коммуникативная:формирование знании различать конструктивные особенности механических передач;
  7. — умение выполнять расчеты основных параметров механических передач.
  8. Решения проблем: путем анализа определять преимущества и недостатки механических передач.
  9. Тип занятия:закрепления и совершенствования знаний и умений.
  10. Технологии обучения: элементы технологии КСО, ИКТ.
  11. Наглядные пособия, обеспечивающие процесс обучения:
  12. мультимедийный проектор, экран, образцы деталей, слайды.
  13. Структура занятия:
  14. І. Организационный момент:
  15. — организовать учащихся, создать рабочую обстановку, настроить на творческую деятельность, активизировать внимание.

ІІ. Проверка домашнего задания.

  • 1. Провести фронтальный опрос по изученному материалу (применить слайды):
  • — Что изучает раздел «Детали машин»;
  • — Что называется машиной;
  • — На какие группы делятся машины по функциональным назначениям;
  • — Какие машины относятся к энергетическим машинам;
  • — Какие машины относятся к рабочим машинам;
  • — Какие машины относятся к информационным машинам;
  • — Из каких основных структурных агрегатных узлов состоит машина;
  • — Из каких дополнительных структурных агрегатных узлов состоит машина.
  • 2. Составить технический диктант с применением слов:
  • — Деталь;
  • — Узел;
  • — Однотипные;
  • — Общемашиностроительные.
  • 3. Ответить на тестовые вопросы (применить слайды):
  • — В какие группы объединяются детали и узлы общемашиностроительного применения по своим функциональным назначениям;
  • — Как называются неподвижные связи, предназначенные для фиксации положения деталей различного уровня;
  • — Как называются устройства для передачи энергии и движения от двигателя к исполнительному механизму машины;
  • — Какие детали и узлы осуществляют вращательные движения;
  • — Способность выполнять заданные функции, сохраняя значения своих параметров, установленных технической документацией;
  • — Свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в установленных пределах в течение заданного времени;
  • — Свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при соблюдении нормального технического обслуживания и ремонтов.
Читайте также:  Сталь 20х13: характеристики, применение, аналоги, состав

ІІІ. Изучение нового учебного материала.

  1. — Типы механических передач;
  2. — Классификация механических передач;
  3. — Основные характеристики передач;
  4. — Кинематические схемы механических передач.

ІV. Закрепление учебного материала.

Провести анализ по изученному материалу (применить слайды)

Создать подгруппы и определить основные параметры механических передач.

V. Подведение итога урока.

Обобщение. Оценивание учащихся.

VI. Домашнее задание.

Эрдеди. А.А. «Детали машин», — М.: «Академия», 64-68 стр.

Мовнин. М.С., Израелит. А.Б., Рубашкин. А.Г. «Основы технической механики», 193-196 стр.

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.

Типы механических передач:

  • зубчатые (цилиндрические, конические);
  • винтовые (винтовые, червячные, гипоидные);
  • с гибкими элементами (ременные, цепные);
  • фрикционные (за счёт трения, применяются при плохих условиях работы).

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

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

  • редукторы (понижающие передачи) — от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения и увеличивают крутящий момент;
  • мультипликаторы (повышающие передачи) — от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения и уменьшают крутящий момент.

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.

Зубчатые передачи предназначены для:

  • передачи вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или скрещивающиеся оси;
  • преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот (передача «рейка-шестерня»).

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

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

  • с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениями);
  • с пересекающимися осями (конические);
  • с перекрестными осями (рейка-шестерня).

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Достоинства зубчатых передач:

  • компактность;
  • возможность передавать большие мощности;
  • большие скорости вращения;
  • постоянство передаточного отношения;
  • высокий КПД.

Недостатки зубчатых передач:

  • сложность передачи движения на значительные расстояния;
  • жёсткость передачи;
  • шум во время работы;
  • необходимость в смазке.

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

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).

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Достоинства червячных передач:

  • большие передаточные отношения;
  • плавность и бесшумность работы;
  • высокая кинематическая точность;
  • самоторможение.

Недостатки червячных передач:

  • низкий КПД;
  • высокий износ, заедание;
  • использование дорогих материалов;
  • высокие требования к точности сборки.

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Ременная передача  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:

  • плоскоременную;
  • клиноременную (получили наиболее широкое применение);
  • круглоременную.

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

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 (при равных условиях диаметры шкивов в 5 раз больше диаметров зубчатых колёс);
  • непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня;
  • повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач);
  • низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Цепная передача  основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

  • ведущей звёздочки;
  • ведомой звёздочки;
  • цепи, которая охватывает звёздочки и зацепляется за них зубьями;
  • натяжных устройств;
  • смазывающих устройств;
  • ограждения.

По типу применяемых цепей бывают:

  • роликовые;
  • втулочные (лёгкие, но большой износ);
  • роликовтулочные (тяжёлые, но низкий износ);
  • зубчатые пластинчатые (обеспечивают плавность работы).

Достоинства цепных передач (по сравнению с ременной передачей):

  • большая нагрузочная способность;
  • отсутствие скольжения и буксования, что обеспечивает постоянство передаточного отношения и возможность работы при кратковременных перегрузках;
  • принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи;
  • могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях.

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

  • износ шарниров цепи;
  • шум и дополнительные динамические нагрузки;
  • необходимость обеспечения смазки.

Фрикционная передача — кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии

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

  • Фрикционные передачи делятся:
  • — с параллельными валами;
  • — с пересекающимися валами;
  • — с внешним контактом;
  • — с внутренним контактом;
  • по возможности варьирования передаточного отношения:

— нерегулируемые;

— регулируемые (фрикционный вариатор);

  • при наличии промежуточных тел в передаче по форме контактирующих тел:
  1. — цилиндрические;
  2. — конические;
  3. — сферические;
  4. — плоские.
  5. Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного
  6. Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного
  7. Задание №1.
  8. Составить кинематическую схему и определить основные параметры зубчатых передач.

Делительный диаметр

  • для шестерни (мм)
  • для колеса (мм)
  • Диаметр вершин зубьев
  • для шестерни (мм)
  • для колеса (мм)
  • Диаметр впадин зубьев
  • для шестерни (мм)
  • для колеса (мм)
  • Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного
  • Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного
  • Ширина
  • для шестерни (мм)
  • для колеса (мм)
  • измерить
  • измерить

Источник: https://infourok.ru/plan-zanyatiya-mehanicheskie-peredachi-vraschatelnogo-dvizheniya-1448212.html

Типы передач для поступательного движения — Технарь

Реечная зубчатая передача состоит из зубчатого колеса 1 и рейки 2 (рис. 35, а). Передача выполняется с прямыми, косыми и шевронными зубьями и служит для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот.

При неподвижной рейке зубчатое колесо катится по рейке, т. е. совершает вращательное и поступательное движения.

Такие передачи применяются в механизмах основных движений и вспомогательных перемещений; например, в механизмах продольной подачи суппорта токарных станков, в сверлильных станках для перемещения шпинделя и в других стайках. Они имеют довольно высокий КПД.

Большие зубчатые колеса изготовляют из серого чугуна марок СЧ20—СЧЗО, а рейки из стали 45. Скорость (мм/мин) поступательного движения зубчатого колеса определяется из уравнения:

υ = nπmz.

Перемещение рейки за один оборот червяка s = πmk. Перемещение рейки за один оборот колеса в паре колесо—рейка s = πmz.

В этих уравнениях: k — число заходов червяка; n — частота вращения, об/мин; m — модуль, мм; z — число зубьев колеса.

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательногоЧервячно-реечные передачи содержат червяк 1 и рейку 2 (рис. 35, б). Ведущим элементом может быть только червяк 1. Червячно-реечная передача обеспечивает большую плавность при передаче движений, обладает большой жесткостью, широко применяется в продольно-строгальных, тяжелых фрезерных и горизонтально-расточных станках. Конструкция червяк—зубчатая рейка имеет точечный контакт и применяется для вспомогательных движений. При расположении червяка и червячной рейки под углом к оси рейки или параллельном расположении осей узел можно использовать в основных движениях станков. Червяки изготовляют из сталей 15Х, 20Х с цементацией и закалкой, а рейки — из антифрикционного чугуна. Червяки рекомендуется полировать, так как это повышает работоспособность передачи.

Для устранения вредного влияния зазоров в ответственных зубчатых передачах (например, в передаче, связывающей реечное зубчатое колесо с датчиком) применяют пружинные компенсаторы (рис. 35, в).

Такое зубчатое колесо состоит из двух дисков 2 и 3 с зубчатыми венцами. Диск 2 сидит на ступице диска 3 и удерживается от осевого смещения стопорным кольцом 1. Под действием пружины 4 диск 2 стремится повернуться относительно диска 3.

В результате этого зазор между зубьями ведомого и составного колес полностью устраняется.

Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой применяется в приводах подач и приводах установочных перемещений при длине хода подвижных узлов свыше 3 м.

Передача содержит червячную рейку, зацепляющийся с ней цилиндрический червяк, на витках которого в зоне зацепления выполнены карманы, которые сообщаются, например, с гидростатическими упорными подшипниками.

Передача может работать на скоростях до 6 м/мин. Аналогично выполняются гидростатические передачи винт— гайка.

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательногоПередачи винт-гайка с трением скольжения служат, как и реечные, для преобразования вращательного движения в поступательное. Основными элементами винтовой передачи являются ходовой винт 1, и гайка 2 (рис. 36, а).

Читайте также:  Оцилиндровочные станки: видео, фото. кедр, тайга, шервуд.

Винтовые передачи применяют в механизмах подач и вспомогательных механизмах станков. Ходовые винты и гайки станков обычно имеют трапецеидальную однозаходную или двухзаходную резьбу.

Низкий КПД ограничивает применение этих передач в приводах главного движения. Точность перемещений рабочего органа зависит от точности изготовления винта и гайки, а также от точности сборки.

Ходовые винты изготовляют из качественных сталей, а гайки из антифрикционных сплавов — бронз и чугунов.

Для устранения зазора применяют регулируемые гайки. Конструкция гайки (рис. 36, б) содержит неподвижную 3 и регулируемую часть 2. В осевом направлении с помощью гайки 1 прижимают витки гайки 2 к виткам винта и устраняют зазор. Второй вариант регулируемой гайки 1 показан на рис. 36, в.

Подвижную часть 3 гайки смещают с помощью клина 2, который при регулировании перемещается винтом 4. В устройстве с упругим регулированием (рис.

36, г) тарельчатые пружины 2 смещают подвижную часть гайки 1 относительно неподвижной 3 Недостатком упругого регулирования является увеличение нагрузки на витки винта.

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательногоВ токарно-винторезных станках применяют раздвижную гайку (маточную) (рис. 36, д). Гайка состоит из двух частей 1 и 2, которые перемещают по направляющим 4 с помощью рукоятки 6, диска 5 и штифтов 3. Когда гайка открыта (как показано на рисунке), витки гайки расцепляются с витками винта, и рабочий орган может беспрепятственно перемещаться. Такая конструкция гайки необходима для обеспечения раздельного привода от винтовой и реечной пары. На рис. 37 представлены схемы некоторых вариантов выполнения винтовых пар.

Кривошипные механизмы. Кривошипно-шатунный механизм (рис. 38, а) при равномерном вращательном движении кривошипа 01А обеспечивает прямолинейное возвратно-поступательное движение ползуна В с переменной скоростью.

Двойной кривошипно-реечный механизм (рис. 38, б) применяется на зубодолбежном станке 5А14 для сообщения возвратно-поступательного движения штосселю с долбяком.

При вращении кривошипа КП шатун-рейка приводит в возвратно-вращательное движение реечное зубчатое колесо z1 вал II и зубчатое колесо z2.

Колесо z2 возвратно-вращательным движением сообщает прямолинейное возвратно-поступательное движение рабочему органу р0.

Кулисные механизмы (рис. 38, в, г) встречаются в приводах главного движения долбежных и поперечно-строгальных станков; они. могут быть с качающейся или вращающейся кулисой.

Скорость ползуна кривошипно-кулисных механизмов — величина переменная, но при расчетах используют среднюю скорость рабочего хода и коэффициент увеличения скорости. Частота движения ползуна (дв. ход/мин) при заданной скорости рабочего хода и длине хода определяется из уравнения:

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

При вращении кривошипа 01A кулисного механизма (рис. 38, в) кулиса Ка совершает качательное (возвратно-вращательное) движение и через шатун ВС сообщает рабочему органу Р0 прямолинейное возвратно-поступательное движение. Изменяя длину кривошипа, 01A регулирует длину хода. В кулисном механизме с вращающейся кулисой (рис.

31, а) палец кривошипа КП1 входит в радиальный паз вращающейся кулисы КВ, закрепленной на валу II. Кривошип КП2 посредством шатуна соединен с рабочим органом.

При равномерном вращении вала I вследствие смещения осей валов I и II вал II получает неравномерное вращение, что обеспечивает более равномерную скорость движения рабочего органа Р0 на заданном участке его пути.

Виды механизмов передачи движения: вращательного, поступательного

Источник: https://tehnar.net.ua/tipyi-peredach-dlya-postupatelnogo-dvi/

Передачи вращательного движения — Техническая механика

Механическая энергия, используемая для приведения в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя.

 Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами: обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение; позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей.

Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.).

В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.

Передачей будем называть устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.

https://www.youtube.com/watch?v=u4F_VHNy-Z0

В современном машиностроении в зависимости от вида передаваемой энергии применяют механические, пневматические, гидравлические и электрические передачи. В курсе «Детали машин» рассматривают только наиболее распространенные механические передачи.

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения.

Передача (в механике) соединяет вал источника энергии — двигателя и валы потребителей энергии — рабочих органов машины, таких, например, как ведущие колёса гусеничного движителя или автомобиля.

Механические передачи известны со времен зарождения техники, прошли вместе с ней длительный путь развития и совершенствования и имеют сейчас очень широкое распространение. Грамотная эксплуатация механических передач требует знания основ и особенностей их проектирования и методов расчетов.

  • При проектировании к механическим передачам предъявляются следующие требования:
  • — высокие нагрузочные способности при ограниченных габаритных размерах, весе, стоимости;
  • — постоянство передаточного отношения или закона его изменения;
  • — обеспечение определенного взаимного расположения осей ведущего и ведомого валов, в частности, межосевого расстояния aw;
  • — малые потери при передаче мощности (высокий кпд) и, как следствие, ограниченный нагрев и износ;
  • — плавная и бесшумная работа;
  • — прочность, долговечность, надёжность.
  • Передачи имеют широкое распространение в машиностроении по следующим причинам:
  • 1)  энергию целесообразно передавать при больших частотах вращения;
  • 2) требуемые скорости движения рабочих органов машин, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателя; обычно ниже, а создание тихоходных двигателей вызывает увеличение габаритов и стоимости;
  • 3) скорость исполнительного органа в процессе работы машины-орудия необходимо  изменять  (например,  у  автомобиля,   грузоподъемного крана, токарного станка), а скорость машины-двигателя чаще посто­янна (например, у электродвигателей);
  • 4) нередко от одного двигателя необходимо приводить в движение не­сколько механизмов с различными скоростями;
  • 5) в отдельные периоды работы исполнительному органу машины тре­буется передать вращающие моменты, превышающие моменты на валу машины-двигателя, а это возможно выполнить за счет уменьше­ния угловой скорости вала машины-орудия;
  • 6) двигатели обычно выполняют для равномерного вращательного движения, а в машинах часто оказывается необходимым поступательное движение с определенным законом; 
  • 7) двигатели не всегда могут быть непосредственно соединены с исполнительными механизмами из-за габаритов машины, условий техники безопасности и удобства обслуживания;
  • 8) распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

Как правило, угловые скорости валов большинства используемых в настоящее время в технике двигателей (поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных, электрических, гидравлических и пневматических двигателей) значительно превышают угловые скорости валов исполнительных или рабочих органов машин, порой на 2-3 порядка. Поэтому доставка (передача) энергии двигателя с помощью передачи любого типа, в том числе и механической, происходит, как правило, совместно с одновременным преобразованием моментов и угловых скоростей (в сторону повышения первых и понижения последних).

При этом необходимо отметить, что конструктивное обеспечение функции транспортного характера – чисто передачи энергии иной раз вступает в логическое противоречие с направлением задачи конечного преобразования силовых и скоростных параметров этой энергии. Например, в трансмиссиях многих транспортных машин (особенно высокой проходимости) входной редуктор сначала повышает частоту вращения, понижение ее до требуемых пределов производят бортовые или колесные редукторы.

  1. Этот прием позволяет снизить габаритно-весовые показатели промежуточных элементов трансмиссии (коробок перемены передач, карданных валов) – размеры валов и шестерен пропорциональны величине передаваемого крутящего момента в степени 1/3. 
  2. Аналогичный принцип используется при передаче электроэнергии – повышение напряжения перед ЛЭП позволяет значительно снизить тепловые потери, определяемые в основном силой тока в проводах, а заодно уменьшить сечение этих проводов.
  3. Иногда передача механической энергии двигателя сопровождается также преобразованием вида движения (например, поступательного движения во вращательное или наоборот) или законов движения (например, равномерного движения в неравномерное).
  4. Широко известными образцами таких передач являются кривошипно-шатунный механизм и кулачковый привод механизма газораспределения.

Классификация механических передач

  • Механические передачи, применяемые в машиностроении, класси­фицируют (рис.1 и 2):
  • по энергетической характеристике механические передачи делятся на:
  • — кинематические (передаваемая мощность Р1; при и 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.
Читайте также:  Нивелир лазерный, оптический: устройство, поверка

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.

  1. С уменьшением полезной нагрузки КПД значительно снижается, так как возрастает относительное влияние постоянных потерь (близких к потерям холостого хода), не зависящих от нагрузки.
  2. Отношение потерянной в механизме (машине) мощности (P1 — P2) к ее входной мощности называют коэффициентом потерь, который можно выразить следующим образом:
  3. Следовательно сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице:
  4. Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с,
  5. где ω – угловая скорость,с-1; n – частота вращения, мин–1; d – диаметр, мм (колеса, шкива и др.)
  6. Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны: ;
  7. Окружная сила, Н,
  8. где Р –мощность, кВт; ν – м/с; Т– Нм; d – мм;
  9. Вращающий (крутящий) момент, Нм,
  10. где Р – кВт; Ft – H;   d –мм.
  11. 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 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
  1. Передаваемая
  2. мощность
  3. Р, кВт
  • Относительные
  • габаритные
  • размеры
Относительнаямасса Относительнаястоимость
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 А31h 3–9 0,95–0,97 5000 0,7–1 0,93–0,73 1,5 …  … 1,25
планетарные В 31h 7–16 0,94–0,96 5000 0,8–1,1 0,95–0,8 1,6 …… …1,3
волновые  u 2h1 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 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 ступенчатогорегулирования (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.

  1. Отношение называется диапазоном регулирования.
  2. Отношение двух соседних чисел оборотов  называется знаменателем ряда или коэффициентом регулирования.
  3. Величина φ нормализована, например, в станкостроении φ= 1,26;  φ= 1,41;  φ= 1,58.
  4. Ступенчатое регулирование в передачах трением осуществляется с помощью ступенчатых шкивов и ремня, который переводится с одной ступени на другую.
  5. 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».

Источник: https://www.sites.google.com/site/tehmehprimizt/lekcii/detali-masin/peredaci-vrasatelnogo-dvizenia

4. Основные виды механических передач

Механической
передачей
называют
устройство для передачи механического
движения от двигателя к исполнительным
органам машины. Может осуществляться
с изменением значения и направления
скорости движения, с преобразованием
вида движения.

Необходимость применения
таких устройств обусловлена
нецелесообразностью, а иногда и
невозможностью непосредственного
соединения рабочего органа машины с
валом двигателя.

Механизмы вращательного
движения позволяют осуществить
непрерывное и равномерное движение с
наименьшими потерями энергии на
преодоление трения и наименьшими
инерционными нагрузками.

  • Механические
    передачи вращательного движения делятся:
  • —     по
    способу передачи движения от ведущего
    звена к ведомому на передачи трением (фрикционные,
    ременные) и зацеплением (цепные,
    зубчатые, червячные);
  • —     по
    соотношению скоростей ведущего и
    ведомого звеньев на замедляющие (редукторы)
    и ускоряющие (мультипликаторы);
  • —     по
    взаимному расположению осей ведущего
    и ведомого валов на передачи
    с параллельнымипресекающимися и перекрещивающимися осями
    валов.
  •  Зубчатые
    передачи
  • Зубчатой
    передачей
     называется
    трехзвенный механизм, в котором два
    подвижных звена являются зубчатыми
    колесами, или колесо и рейка с зубьями,
    образующими с неподвижным звеном
    (корпусом) вращательную или поступательную
    пару.

Зубчатая
передача состоит из двух колес, посредством
которых они сцепляются между собой.
Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев
называют шестерней,
с большим числом зубьев – колесом.

Планетарные
передачи

Планетарными называются
передачи, содержащие зубчатые колеса
с перемещающимися осями . Передача
состоит из центрального колеса с
наружными зубьями, центрального колеса с внутренними зубьями, водила и
сателлитов . Сателлиты вращаются вокруг
своих осей и вместе с осью вокруг
центрального колеса, т.е. совершают
движение, подобное движению планет.

Червячные передачи

Червячная
передача
 применяется
для передачи вращения от одного вала к
другому, когда оси валов перекрещиваются.
Угол перекрещивания в большинстве
случаев равен 90º.

Наиболее распространенная
червячная передача состоит из так
называемого архимедова
червяка
,
т.е.

винта, имеющего трапецеидальную
резьбу с углом профиля в осевом сечении,
равным двойному углу зацепления (2α =
40), и червячного колеса.

  1. Волновые
    механические передачи
  2. Волновая передача
    основана на принципе преобразования
    параметров движения за счет волнового
    деформирования гибкого звена механизма.
  3. Волновые зубчатые
    передачи являются разновидностью
    планетарных передач, у которых одно из
    колес гибкое.
  4. Фрикционные
    передачи
  5. Передачи,
    работа которых основана на использовании
    сил трения, возникающих между рабочими
    поверхностями двух прижатых друг к
    другу тел вращения, называют фрикционными
    передачами
    .
  6. Ременные передачи

Ременная
передача
 состоит
из двух шкивов, закрепленных на валах,
и охватывающего их ремня. Ремень надет
на шкивы с определенным натяжением,
обеспечивающим трение между ремнем и
шкивами, достаточное для передачи
мощности от ведущего шкива к ведомому.

В зависимости от
формы поперечного сечения ремня
различают: плоскоременную, клиноременную
и круглоременную

Цепные передачи

Цепная
передача
 состоит
из двух колес с зубьями (звездочек) и
охватывающей их цепи. Наиболее
распространены передачи с втулочно-роликовой
цепью и зубчатой цепью Цепные передачи
применяются для передачи средних
мощностей (не более 150 кВт) между
параллельными валами в случаях, когда
межосевые расстояния велики для зубчатых
передач.

Передача винт-гайка

Передача
винт-гайка
 служит
для преобразования вращательного
движения в поступательное. Широкое
применение таких передач определяется
тем, что при простой и компактной
конструкции удается осуществить
медленные и точные перемещения.

  • В авиастроении
    передача винт-гайка используется в
    механизмах управления самолетом: для
    перемещения взлетно-посадочных закрылков,
    для управления триммерами, поворотными
    стабилизаторами и др.
  • К преимуществам
    передачи относятся простота и компактность
    конструкции, большой выигрыш в силе,
    точность перемещений.
  • Недостатком
    передачи является большая потеря на
    трение и связанный с этим малый КПД.
  • Кулачковые
    механизмы

Кулачковые
механизмы
 (рис.
2.26) по широте применения уступают только
зубчатым передачам. Их используют в
станках и прессах, двигателях внутреннего
сгорания, машинах текстильной, пищевой
и полиграфической промышленности. В
этих машинах они выполняют функции
подвода и отвода инструмента, подачи и
зажима материала в станках, выталкивания,
поворота, перемещения изделий и др.

Источник: https://studfile.net/preview/5828163/page:3/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector