По взаимному расположению валов в пространстве
зубчатые с цилиндрическими колесами, фрикционные с цилиндрическими роликами, цепные;-– с параллельными валами
– 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 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 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.
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
рядовые (коробки скоростей, редукторы);-- передачи с неподвижными осями валов
- передачи с подвижными осями валов (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами).
Основные характеристики передач
· Любая механическая передача характеризуется следующими основными параметрами (рис. 3): мощностью Р 2 – на выходе, кВт; быстроходностью, которая выражается угловой скоростью ведомого вала ω 2, рад/с, или частотой вращения n, измеряемой в об/мин (мин -1), и передаточным отношением u.
· Рис. 3. Основные параметры 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. d 1, v 1, ω 1, P 1, T 1 – соответственно диаметр, окружная скорость, угловая скорость, мощность, вращающий момент на ведущем валу; d 2, v 2, ω 2, P 2, T 2 – то же, на ведомом.
· 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: п 1 — ведущего вала I; п 3 — ведущей шестерни вала II; п 5 — ведущей шестерни вала III; п2 — промежуточного ведомого вала II; п 4 — ведомого колеса вала III; п 6 — 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.
Рис. 4. Трехступенчатая передача
Рис. 5. Кинематика ци линдрической передачи
Введем следующие обозначения: ω 1 и п 1 — угловая скорость и частота вращения ведущего вала, выраженные соответственно рад/с и об/мин; ω 2 и п 2 — угловая скорость и частота вращения ведомого вала; D 1 и D 2 - диаметры вращающихся деталей (шкивов, катков и т. п.); ν 1 и ν 2 — 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 ω 1 и ведомого ω 2 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.
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
Устройства, повышающие частоты вращения, называют ускорителями или мультипликаторами
· В передаче, понижающей частоту вращения n (угловую скорость ω), u 1; при и
· 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
Домашнее задание
1.Изучить виды механических передач?
2. Дать определение механической передачи, указать требования к механическим передачам?
3. Для каждой передачи (зубчатая, червячная, фрикционная, ременная, цепная) сделать рисунок и чертеж кинематической схемы, указать область применения, достоинства и недостатки?
Литература:
1. Жданова А.В. Механизмы передачи вращательного движения. (1962)
2. Лекция 16. Механические передачи // Информационно-образовательный портал «Ореанда». — https://bcoreanda.com/ShowObject.aspx?ID=252.
3. Зубчатая передача// Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Зубчатая_передача.
4. Фрикционная передача // Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Фрикционная_передача.
5. Основы технической механики: Учебник для технологических немашиностроительных специальностей техникумов. М.С. Мовнин, А.Б. Израелит, А.Г. Рубашкин, Машиностроение, 1990