Механические передачи

В общем случае любой механизм можно представить в следующей схемой.

(Структурная схема механизма)

Составные элементы машины:

1)Двигатель

2)Передаточный механизм

3)Рабочий орган

Движение(мощность) передается от двигателя к рабочему органу

Передаточные механизмы могут быть:

• Механическими

• Электрическими

• Гидравлическими

• Пневматическими и др.

Предметом нашего внимания являются только механические передачи, так как механические передачи имеют наибольшее распространение.

Механические передачи общего назначения применяются практически во всех видах машин.

Механическая передача – механизм, который преобразует параметры движения двигателя, при передаче энергии рабочим органам машины.

Причины использования механических передач:

1. Согласование скоростей рабочего органа с оптимальной скоростью двигателя. Особенностью электрических двигателей является то, что они развивают мощность, зависящую от частоты вращения. Чем выше частота, тем меньше размеры и больше КПД. При равной мощности, но при меньшей частоте габариты больше.

2. Необходимость регулирования скоростей рабочих органов при постоянной скорости двигателя.

3. Двигатели сложно регулировать по частотам, а нам надо сохранить мощность и уменьшить частоту.

4. Необходимость преобразования различных видов движения из одного в другой ( Например: токарный станок).( вращ. в поступ.)

5. Двигатель не всегда может быть соединён с рабочим механизмом по конструктивным, технологическим и другим причинам.

Но любой передаточный механизм желательно не применять с энергетической точки зрения, так как в нем имеют место потери.

Все механические передачи делят на две группы:

1. Передачи, основанные на использовании зацепления

   • Зубчатые передачи

   • Червячные передачи

   • Цепные передачи

   • Передачи вида винт-гайка и некоторые другие

2.Передачи, основанные на использовании трения

• Фрикционные передачи

• Ременные передачи и т.д.

Основные характеристики передач

Необходимые данные при проектировании передач.

1. Мощность Р[ ]– зависит от элемента на котором она расположена и анализируется по потоку движения (мощности). -мощность электродвигателя.

по номерам валов

Мощность электродвигателя характеризует элемент, с которого она снимается.

2. Быстроходность характеризуется частотой вращения вала, n – [об/мин, мин^-1]

- вала

Эти два параметра необходимы и достаточны для проектирования передач.

Производственные характеристики.

3. Коэффициент полезного действия - КПД

- полезная мощность

- затраченная мощность

КПД рассчитанный при проектировании выбирают по справочнику.

Если механизм состоит из последовательно расположенных элементов, то общий коэффициент полезного действия системы равен произведению КПД элементов, входящих в эту систему.

С параллельно расположенными ветвями механизмов эта формула не справедлива, значение КПД определяют по более сложным зависимостям.

4. Передаточное число (U).

Передаточное отношение (i).

Для ременных передач: , где -коэффициент скольжения - характеристика, определяемая по направлению потока мощностей (от ведущего к ведомому).

Если механизм состоит из нескольких последовательно расположенных элементов, то общее передаточное число равно произведению передаточных чисел элементов.

Если передаточное отношение ,то такая передача называется понижающей, механизм реализующий это условие называется редуктор.

Если , то передаточное отношение , передача называется повышающей, а механизм ее реализующий называют мультипликатор.

Передаточный механизм выполняют:

1. С постоянным передаточным отношением

2. С регулируемым передаточным отношением

Регулируемые механизмы - это механизмы у которых при постоянной частоте вращения ведущего вала частота вращения ведомой вала изменяется.

Существует 2 способа регулирования:

1. Ступенчатое регулирование, осуществляется коробками скоростей, коробками передач.

2. Бесступенчатое регулирование, частота вращения ведомого вала изменяется плавно в определенном диапазоне. Механизм, реализующий этот принцип называется вариатор.

Определяем мощность электродвигателя:

F_t – окружная нагрузка, приложенная к рабочему органу .

V – скорость точки, в которой приложена окружная нагрузка .

-общий КПД

Тt – крутящий момент на тихоходном валу.

n_t – частота вращения тихоходного вала .

P_t-мощность тихоходного вала

Чтобы определить крутящий момент:

9550-коэффициент перевода в

T₂ – момент на 2 валу.

T₁ – момент на 1 валу.

и передаточное число этой ступени и КПД этой ступени

Определяем скорость по следующей формуле:

D-[мм]-диаметр точки где приложена

60-перевод мин в сек

1000-перевод м в мм