Чтобы переварить знания, их надо поглощать с аппетитом. А. Франс Одно и то же время нельзя потерять дважды, как, впрочем, и приобрести. Воля – это желание в действии. В. Аграновский 1
Передачи трением. Фрикционные передачи. Общие сведения. 2
Простейшая фрикционная передача представляет собой трёхзвенный передаточный механизм, в котором подвижными являются жёсткие катки, образующие со стойкой (неподвижным звеном) вращательную пару. 3
4
Передача вращения между ведущим и ведомым катком возможна лишь при наличии силы трения в месте их контакта, возникающей за счёт постоянной или автоматически регулируемой силы поджатия: Q =2 k. T 2/f. D 2, [к. Н]; где k – коэффициент запаса сцепления; k ≈ 1, 25… 1. 5 для силовых передач и k ≈ 3 для передач приборов; f – коэффициент трения зависящий от материалов катков, для каждой пары материалов значения (приводятся в справочниках): 5
Обычно один из катков изготавливается из качественной закалённой стали (например, ШХ 15), а другой – из стали, серого чугуна, текстолита, фибры или иных пластмасс. Передачи с металлическими катками могут работать в масле, а неметаллические – только всухую (при м/сек). ≤ 7 6
Материалы фрикционных катков должны обладать: высоким коэффициентом трения, что уменьшает требуемую силу прижатия; высоким модулем упругости, что уменьшает потери на трение, связанные с размерами площадки контакта; контактной выносливостью и хорошей теплопроводностью. 7
Достоинства применения: *простота конструкции; * безударность, плавность, бесшумность работы (справедливо при незначительном износе катков); *возможность передачи вращения между как угодно расположенными валами; *возможность осуществления передач с плавным (бесступенчатым – вариаторы) изменением передаточного числа и реверсирования; *способность предохранять детали привода от поломок при перегрузках из-за возможности проскальзывания катков. 8
Недостатки применения: *ограниченная величина передаваемой мощности (до 20 к. Вт), окружной скорости (до 20 м/сек), передаточных чисел (до 7 ); сравнительно низкий КПД (ηм = 0, 80 … 0, 92); *большая нагрузка на валы и опоры валов; *усталостный и местный износ катков вследствие скольжения катков (упругое, геометрическое и буксование); *непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания: i = ω1/ω2 = D 2/D 1(1 -ε) ≈ D 2/D 1, ε ≈ 0, 005… 0, 5(0, 1… 0, 3) – коэффициент проскальзывания (зависит от конструкции 9 передачи, нагрузки и др. факторов).
Под влиянием сил обоюдного нажатия(Q) в зоне контакта двух катков возникает контактная площадка взаимной деформации, на которой будут действовать контактные (местные) напряжения. При большой величине контактных напряжений возможно усталостное разрушение рабочих поверхностей катков. 10
Вариаторы. 11
Лобовая фрикционная передача, предназначенная для передачи вращения между пересекающимися валами, является вариатором. Ведущий диск А вращаясь вокруг своей оси и находясь в силовом замыкании с ведомым диском В, приводит последний в вращательное движение. 12
Имея постоянную частоту вращения диск А имеет возможность свободного перемещения вдоль своей оси вращения, при этом, изменяется расстояние между точкой контакта и осью вращения диска В и вследствие этого бесступенчато именяется величина передаточного числа. 13
Пренебрегая скольжением можно записать: v. A = v. B или ω1 R 1 = ω2 x, откуда i 12 = ω1/ω2 = n 1/n 2 = x/R 1 При перемещении диска А за ось вращения диска В, последний будет вращаться в противоположную сторону. 14
Изменение направления вращения ведомого звена при неизменном направлении вращения ведущего называется реверсированием хода. 15
16
В вариаторах угловая скорость ведомого вала зависит от диаметров катков (колёс) или одного из них. Одной из основных характеристик вариатора является диапазон регулирования: Д = ω2 max/ω2 min = imax/imin = D 1 D 2/d 1 d 2, где D 1, d 1 и D 2, d 2 – наибольший и наименьший диаметры ведущего и ведомого звеньев. 17
Некоторые конструкции вариаторов 18
19
20
21
22
23
24
25
Ремённые передачи. Общие сведения. 26
Ремённая передача состоит из ведущего и одного либо нескольких ведомых шкивов и охватывающей их с усилием натяжения промежуточной гибкой связи – бесконечного приводного ремня. (η = 0, 94 – 0, 96) Применяют в качестве понижающей передачи, допускающей кратковременную перегрузку до 200… 300% 27
Существуют ременные передачи с холостыми (а) и ступенчатыми шкивами (б): а) Передача с холостым шкивом применяется для пуска и остановки ведомого вала при непрерывном движении ведущего. б) Передача со ступенчатыми шкивами применяется для ступенчатого изменения угловой скорости вращения ведомого вала при постоянной скорости ведущего. 28
29
Шкивы – металлические (ст. 25 Л), дюралюминиевые или чугунные (СЧ 12 – 28 или СЧ 15 – 32) колёса, внешняя поверхность обода которых соответствует профилю приводного ремня. В зависимости от профиля ремня передачи разделяют на Ø плоскоремённые, Ø круглоремённые, Ø клиноремённые, Ø поликлиноремённые и Ø передачи зубчатыми ремнями. 30
Плоскоремённые передачи Применяют для передачи вращения между параллельными и перекрещивающимися валами с межосевым расстоянием А L ≤ 15 м. Окружные скорости вращения νремня ≤ 60 м/сек Передаваемая мощность N ≤ 50 к. Вт Передаточные числа i 12 = 5… 6 (без натяжных роликов) и i 12 ≤ 10 (с натяжными роликами) 31
32
33
34
35
Достоинства: конструктивная простота; относительно малая стоимость; передача вращения на большие расстояния с высокими скоростями; бесшумность и плавность в работе; малая чувствительность к толчкам, ударам и перегрузкам вследствие возможности ремня пробуксовывать на шкивах. 36
Недостатки: v сравнительно большие габаритные размеры; v сравнительно невысокий КПД - до 0, 97; v непостоянство передаточного числа: i = n 1/n 2 = D 2/D 1(1 -ε) ≈ D 2/D 1, ε ≈ 0, 01… 0, 03 – относительное скольжение ; v дополнительная нагрузка на опоры и валы; v усложнение конструкции натяжными устройствами; v невысокая износостойкость ремня. 37
Клиноремённые передачи Применяют для передачи вращения только между параллельными валами в качестве понижающей передачи при t = - 30…+60 ∘С А L ≤ 5 м νремня ≤ 25… 30 м/сек N ≤ 250 к. Вт i = 8… 10 (без натяжного ролика) 38
39
40
41
42
43
Достоинства: По сравнению с плоскоремёнными передачами имеют меньшие габаритные размеры; большую площадь контакта и поэтому, повышенную тяговую способность при меньших углах обхвата; имеют возможность для передачи сравнительно больших передаточных чисел одновременно на несколько приводных валов. 44
Недостатки: меньший на (1… 2)% КПД; передача меньших окружных скоростей; могут применятся только в открытых передачах; усложнение конструкции дополнительными нажимными устройствами. 45
Зубчаторемённая передача. Зубчатый ремень состоит из тянущего слоя – металлотроса – заключённого в резиновый массив. Передача работает по принципу зацепления, а не трения. Принцип зацепления устраняет скольжение, необходимость в большом предварительном натяжении, обеспечивает синхронное вращение валов. 46
Область применения. передаваемая мощность - до 100 к. Вт; Рабочий диапазон скоростей - от 5 до 50 м/сек; передаточных чисел – до 12; КПД - около 0, 98 47
48
Расчёт ремённых передач. 49
Кинематический расчёт. 1. Диаметр меньшего шкива(ориентировочно): D 1 = Dmin = (525… 630)∛(N 0/ ) max или D 1 = Dmin = (1150… 1350) ∛(N 0/n 0), мм, где N 0 и n 0 – мощность приводного двигателя и частота вращения его вала; 2. Диаметр ведомого шкива: D 2 = D 1(1 – , )i 12 где = 0, 01… 0, 02 – коэффициент упругого скольжения ремня; 50
3. Полученные значения D 1 и D 2 округляют согласно рекомендуемому ряду диаметров для стандартных чисел, мм: 50; 63; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 280; 320; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 4. Уточняют передаточное число: i 12 = D 2/ D 1(1 – ); 5. Скорость ремня: v = Dmin = 1/(60∙ 1000), м/сек; D 1 n min/2 51
6. Межосевое расстояние выбирают из условия долговечности ремня : AW = (1, 5… 2, 0) ∙(Dmax + Dmin) ≥ AW min = (0, 1… 0, 7)v, м; 7. Длина ремня (длина гибкой нерастяжимой нити, охватывающей шкивы): L ≈ 2 AW + 0, 5 + Dmin) + 0, 25(Dmax - Dmin)2/AW, м; (Dmax ( при заданной длине ремня: AW = 0, 25 L – 0, 125 + Dmin)2 - 0, 125 √{[2 L - + (Dmax Dmin)]2 – 0, 125(Dmax + Dmin)2}). 8. Угол обхвата: Dmax - Dmin)/AW], радиан = [ – ( или ≈ 180 - 57, 5 (Dmax - Dmin)/AW. 52
Передачи зацеплением. Общие сведения. 53
Все передачи преобразуют движения теоретически точно. Передача движения осуществляется силой нормального давления между сопрягающимися поверхностями (вектор движущей силы направлен перпендикулярно общей касательной сопряжённых профилей). (У механизмов может быть либо одна, либо несколько пар сопряженных поверхностей. Наличие одной пары характерно для кулачковых механизмов, а нескольких – для зубчатого зацепления, в котором непрерывное движение ведомого звена обеспечивается путём последовательного взаимодействия нескольких пар сопряженных профилей. ) 54
цевочное цепные цевочные гребневые и прочие зубчатые эвольвентные циклоидные круговые 55
Цепные передачи. Область применения. 56
57
Цепная передача относится к числу передач с промежуточным звеном (гибкой связью) - механизм для передачи вращения между параллельными валами при помощи двух жёстко закреплённых на них зубчатых колёс с зубьями специального профиля (звёздочек), через которые перекинута бесконечная цепь. 58
Цепь состоит из отдельных шарнирно – соединённых жёстких звеньев, поочерёдно входящих в зацепление с элементами звёздочек. 59
По назначению цепи делят на приводные (для передачи движения), тяговые (для перемещения грузов) и грузовые (для подвески и подъёма грузов). 60
Приводные цепи: втулочные и втулочно – роликовые (роликовые) – цепи Галля: однорядные, длиннозвенные, дву- и многорядные, с прямыми и изогнутыми пластинами, пластинчато – зубчатые (с шарнирами качения и скольжения, специальные цепи для вариаторов), крюковые (со штампованными звеньями). 61
Область применения Передача вращения при окружных скоростях v = 12… 15 м/сек для втулочных и роликовых цепей и v = 16… 20 м/сек для зубчатых цепей. Передаваемая мощность составляет обычно N = 50… 100 к. Вт. Передаточные числа: *для тихоходных передач (v ≤ 2 м/сек) – до i = 10… 15; *для среднескоростных (2 < v ≤ 6 м/сек) – до i =6; *для быстроходных (v > 6 м/сек) – до i = 3; 62
Межосевые расстояния - AW = 6… 8 м; КПД передачи – = 0, 94… 0, 98; Передача вращения может осуществляться между валами расположенными горизонтально и под некоторым углом к горизонту ( = 75… 80˚). Может применяться для передачи вращения с одного ведущего вала одновременно на несколько ведомых. Передача обратима и может быть как понижающей, так и повышающей. 63
Втулочные и втулочно-роликовые цепи. Имеют свободно посаженные на втулках ролики, которые перекатываются по зубьям при входе в зацепление цепи со звёздочкой, что значительно снижает износ зубьев и цепи. Параметры приводных роликовых цепей стандартизованы по шагу цепи (t, мм) и разрушающей нагрузке (Р, Н) (ГОСТ 13568 – 75), например, ПРД – 63, 5 – 7000 64
Типы приводных роликовых цепей: ПР – нормальные; ПРД – с удлинёнными звеньями; ПРУ – усиленные, имеющие большую нагрузочную способность; ПРИ – с изогнутыми боковыми пластинами, менее жёсткими в продольном отношении и лучше работающими при значительных динамических нагрузках; 2 ПР и 3 ПР – 2 -х и 3 -х рядные 65
66
67
68
Достоинства передачи: Ø неизменность передаточного отношения (среднего за оборот) вследствие отсутствия проскальзывания; Ø имеет возможность передачи вращения между удалёнными (до 8 м) валами и допускает неточности в параллельной установки валов; 69
Ø в сравнении с ремёнными передачами цепная допускает меньшие межосевые расстояния поскольку углы обхвата не имеют существенного значения, поэтому имеет и меньшие габаритные размеры; Ø оказывает в два раза меньшую изгибную нагрузку на валы и опоры, так как не требуется предварительного натяжения; Ø имеет достаточно высокий КПД – до 0, 98. 70
Недостатки передачи. Скорость цепи, как разница скоростей шарниров и пластин при равномерном вращении звёздочки за оборот, не постоянна – это так называемая пульсация скорости цепи и угловой скорости ведомого вала (особенно для больших скоростях и при малом числе зубьев ведущей звёздочки), что 71
Ø вызывает дополнительные динамические (ударные) нагрузки цепи и передаче, и как следствие, Ø имеет место взаимный износ пар роликов - втулок и вытягивание цепи; отсюда, Ø вероятность произвольного схода цепи с меньшей звёздочки; поэтому, Ø износ шарниров цепи требует тщательного ухода в эксплуатации (осмотр, смазка, подтяжка и т. д. ) 72
Цепные звёздочки. 73
Профили зубьев и их количество для роликовых цепей стандартизованы (ГОСТ 591 – 81). Число зубьев принимается из следующего ряда: 9, 10, 11, 12, (13), 14, (15), 16, (17), 18, (19), 20, (22), 25, (28), 32, (36), 40, (45), 50, (56), 63, (71), 80, …, zmax ≤ 120 при zmin ≈ 9 + 0, 2 t ≥ 13 или z 1 = zmin ≈ 32 – 2, 5 i (если позволяют габариты передачи). 74
Зубья изготавливаются методом точной обкатки с последующим упрочнением: для скоростных – термически обработанные стали (40, 45, 50 Х, 40 ХН) и с цементацией венцов (15, 20, 15 Х, 12 ХН 3), для слабонагруженных, работающих периодически - среднеуглеродистые стали без термообработки (40 и 50), для тихоходны передач – термообработанный серый чугун марки не ниже СЧ 18 - 36 75
(Пластинчатые зубчатые цепи с шарнирами качения). 76
Пластинчатые зубчатые цепи с шарнирами скольжения и качения 77
⊕ Зубчатые цепи обеспечивают более плавную работу и меньший шум. Более надёжны в эксплуатации. При одном и том же шаге обладают большей тяговой способностью. Их применяют в передачах, работающих на скоростях более 5… 10 м/сек. ⊝ Зубчатые цепи конструктивно сложнее и дороже втулочных и роликовых. 78
79
В звёздочках для зубчатых цепей число зубьев не должно быть менее zmin ≈ 15 + 0, 2 t ≥ 13 или z 1 = zmin ≈ 38 – 3 i Профиль зубьев звёздочек зубчатых цепей имеет стандартные характеристики (ГОСТ 13576 – 81). Венцы звёздочек для зубчатых цепей изготавливаются из тех же сталей с термической обработкой или цементацией, что и венцы звёздочки втулочных и роликовых цепей. 80
81
Тяговые цепи. пластинчатая втулочно – роликовая; пластинчатая втулочно – катковая; пластинчатая втулочная или роликовая со скрещивающимися осями; круглозвенные сварные калиброванные; блочная пластинчатая; блочная с цельными звеньями; карданные с литыми и пластинчатыми звеньями; вильчатые. 82
83
84
85
86
Грузовые цепи 87
Скачать презентацию Чтобы переварить знания их надо поглощать с аппетитом
4_Передачи трением и цепные.ppt