55. Фрикционные передачи. Общие сведенья, принцип действия, классификация.
Фрикционная передача – механизм, служащий для передачи вращательного движения от одного вала к другому с помощью сил трения, возникающих между насаженными на валы и прижатыми друг к другу дисками, цилиндрами или конусами.
Работа фрикционной передачи основана на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сжимающих сил Q (рис 9.1). При этом должно быть
Ft ≤ F
где Ft — окружная сила; F — сила трения между катками.
Для передачи с цилиндрическими катками (см. рис 9.1)
F = Qf
где f — коэффициент трения.
Нарушение условия Ft ≤ F приводит к буксованию и усиленному износу катков.
Все фрикционные передачи можно разделить на две основные группы: передачи нерегулируемые, т. е. с постоянным передаточным отношением; передачи регулируемые, или вариаторы, позволяющие изменять передаточное отношение плавно и непрерывно (бесступенчатое регулирование).
Каждая из указанных групп охватывает большое количество передач, различающихся по конструкции и назначению. Например, различают передачи с параллельными и пересекающимися осями валов; с цилиндрической, конической, шаровой или торовой поверхностью рабочих катков; с постоянным или автоматически регулируемым прижатием катков, с промежуточным (паразитным) фрикционным элементом или без него.
58. Планетарные передачи, устройство, принцип действия.
Планетарные – передачи, включающие в себя зубчатые колеса с перемещающимися осями (рис. а). Передача состоит из центрального колеса а с наружными зубьями, центрального колеса b с внутренними зубьями и водила Н, на котором укреплены оси сателлитов g.
Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса, т.е. совершают движение, подобное движению планет. Отсюда название — планетарные передачи.
При неподвижном колесе b (рис. 6) движение может передаваться от a к Н или от H к а; при неподвижном водиле – от а к b или от b к а.
Широкие кинематические возможности планетарной передачи являются одним из основных ее достоинств и позволяют использовать передачу как редуктор с постоянным передаточным отношением; как коробку скоростей, передаточное отношение в которой изменяется путем поочередного торможения различных звеньев; как дифференциальный механизм.
Торовый вариатор. На ведущем и ведомом валах закреплены чашки 1 и 2, выполненные по форме кругового тора. Между чашками зажаты ролики 3. Изменение передаточного отношения достигают поворотом роликов вокруг осей О. Оси роликов закреплены в специальной рамке так, что они всегда располагаются симметрично относительно оси чашек. У торовых вариаторов скольжение удается свести к минимуму при соответствующих соотношениях геометрических параметров. В этом заключается основное преимущество торового вариатора. Для прижатия тел качения применяют обычно шариковое нажимное устройство 4, изменяющее силу Q в соответствии с изменением нагрузки. Необходимую величину осевой силы Q определяют из условия равновесия чашки:
Q=mFnsin(y-α), где m — число роликов.
59. Волновые передачи. Устройство, принцип действия.
Волновая передача — механическая передача, передающая движение за счет циклического возбуждения волн деформации в гибком элементе.
Волновая передача основана на принципе преобразование параметров движения за счет волнового деформирования гибкого звена механизма.
Состоит из:
1. жесткого неподвижного элемента — зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижного относительно корпуса передачи;
2. гибкого элемента — тонкостенного упругого зубчатого колеса с наружными зубьями, соединенного с выходным валом;
3. генератора волн — кулачка, эксцентрика или другого механизма, растягивающего гибкий элемент до образования в двух (или более) точках пар зацепления с неподвижным элементом.
Число зубьев гибкого колеса несколько меньше числа зубьев неподвижного элемента. Число волн деформации равно числу выступов на генераторе. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн — полностью выходят из зацепления. Линейная скорость волн деформации соответствует скорости вершин выступов на генераторе, то есть в гибком элементе существуют бегущие волны с известной линейной скоростью. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации.
Принцип действия:
57. Зубчатые передачи, классификация, материалы.
Зубчатая передача — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.
Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес (внешнее; внутреннее зацепление, реечная передач.).
По расположению осей валов различают: передачи с параллельными осями и с цилиндрическими зубчатыми колесами внешнего или внутреннего зацепления; передачи с пересекающимися осями (конические зубчатые колеса,); передачи с перекрещивающимися осями — цилиндрические винтовые, конические гипоидные, червячные. Кроме того, применяют передачи между зубчатым колесом и рейкой. Эти передачи являются частным случаем передачи с цилиндрическими колесами, у которой диаметр одного из колес равен бесконечности. Они служат для преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот.
По расположению зубьев на колесах различают; прямозубые, косозубые передачи и передачи с круговым зубом.
По форме профиля зуба: эвольвентные, круговые.
Схема простейшей нерегулируемой передачи изображена на рис. 9.1. Она состоит из двух катков с гладкой цилиндрической поверхностью закрепленных на параллельных валах.
На рис. 9.2 показана схема простейшего вариатора (лобовой вариатор). Ведущий ролик А можно перемещать по валу в направлениях, указанных стрелками. При этом передаточное отношение будет плавно изменяться в соответствии с изменением рабочего диаметра D2 ведомого диска В.
Если перевести ролик на левую сторону диска, то можно получить также и изменение направления вращения ведомого вала — вариатор обладает свойством реверсивности.
60. Передачи с зацеплением Новикова.
С целью повышения несущей способности зубчатых передач М. Л. Новиков разработал новый способ образования сопряженных поверхностей для различных видов зубчатых передач с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями. До Новикова исходили из того, что в передачах с параллельными осями поверхности зубьев находятся в линейном контакте, а их торцевые профили являются взаимоогибаемыми кривыми. Новиков предложил перейти от линейного контакта поверхностей к точечному. При этом профили зубьев в торцевом сечении могут быть не взаимоогибаемыми кривыми и их можно выполнять как выпуклый и вогнутый профили с малой разностью кривизн. В передаче с параллельными осями линия зацепления является прямой линией параллельной осям колес. Зацепление Новикова имеет только осевое перекрытие:
εβ = ϕβ1/τ1 = b/pz
где b – ширина зубчатого венца, pz – осевой шаг. Поэтому поверхности зубьев выполняются винтовыми (косозубыми).
Одним из основных параметров зацепления Новикова является расстояние от полюса зацепления Р до точки контакта К, которое определяет положение линии зацепления относительно оси мгновенного относительного вращения Р-Р.
Радиусы кривизны рабочих участков профилей рекомендуется выбирать для выпуклой поверхности p1 = lKP , для вогнутой поверхности p2 = (1+k2) lKP
Преимущества зубчатых передач с зацеплением Новикова:
• повышенная контактная прочность зубьев, за счет использования зацепления вогнутого профиля с выпуклым (приведенный радиус кривизны определяется суммой радиусов кривизны профилей);
• точечное зацепление (пятиподвижная кинематическая пара) обеспечивает в передачах с зацеплением Новикова меньшую чувствительность к монтажным погрешностям.
Материалы зубчатых колес выбирают в зависимости от назначения и условий работы передачи. Наибольшее распространение получили углеродистые стали 35; 40; 50; 50Г. Применяют также легированные стали 40Х; 45ХН. Углеродистые стали подвергают нормализации и улучшению, твёрдость поверхности 300…320 НВ.
56. Основные типы фрикционных передач и вариаторов. Лобовой и торовый вариаторы.
Типы фрикционных передач: цилиндрическая фрикционная передача, коническая фрикционная передача.
Типы вариаторов: лобовые вариаторы, вариаторы с раздвижными конусами, многодисковые вариаторы, торовые вариаторы.
Лобовой вариатор применяется в винтовых прессах и приборах:
В наиболее простом из них (рис. I) ведущий ролик катится по торцовой поверхности большого диска и передает ему вращение. Для регулирования скорости вращения ролик передвигают вдоль диска. Передаточное отношение в таких вариаторах равно i = R1/R2, где: R1 и R2 — радиусы колес. В более сложном плоском вариаторе (рис. II) между двумя большими дисками вращается передвижной ролик. Один диск ведущий, другой — ведомый. Ролик служит промежуточным звеном, передающим вращение.
30. Расчёт болтов, поставленных с зазором.
31. Расчёт болтов с эксцентрично приложенной нагрузкой.
32. Условие герметичности стыков в резьбовых соединениях.
33. Конструкции шпоночных соединений.
34. Расчёт призматических шпонок.
35. Расчёт сегментных шпонок.
36. Соединения клиновыми шпонками.
37. Соединения тангенциальными шпонками.
38. Материал шпонок. Допускаемые напряжения.
39. Конструкции зубчатых (шлицевых) соединений.
40. Критерии работоспособности и расчёт зубчатых (шлицевых) соединений.
41. Механические передачи. Классификация, основные параметры и хар-ки.
42. Ременные передачи. Общие сведения.
43. Основы расчета ременных передач.
44. Силы и силовые зависимости в ременных передачах.
45. Конструкции клиноременных передач.
46. Расчёт ременных передач по допускаемым напряжениям.
47. Потери в ременной передаче и КПД.
48. Поликлиновые и зубчатоременные передачи.
49. Способы натяжения ремней.
50. Цепные передачи, общие сведения, основные характеристики.
51. Конструкции основных элементов цепной передачи.
52. Звёздочки приводных цепей, материалы звёздочек и цепей.
54. Критерии работоспособности и расчёта цепных передач.
53. Силы в цепной передаче.
55. Фрикционные передачи. Общ. сведенья, принц. дейст., классификация.
56. Осн. типы фрикц. передач и вариаторов. Лобовой и торовый вариаторы.
57. Зубчатые передачи, классификация, материалы.
58. Планетарные передачи, устройство, принцип действия.
59. Волновые передачи. Устройство, принцип действия.
60. Передачи с зацеплением Новикова.
1. Прочность, жёсткость и износостойкость дм.
2. Контактные напряжения и прочность дм.
3. Металлические машиностроительные материалы.
4. Неметаллические машиностроительные материалы.
5. Классификация соединений.
6. Конструкция заклёпочных соединений.
7. Расчёт заклёпочных соединений.
8. Узел фермы. Условия проектирования.
9. Конструкция сварных соединений.
10. Расчет стыковых сварных соед., полученных электродуг. сваркой.
11. Расчет нахлесточных сварных соединений.
12. Расчёт тавровых сварных соединений.
13. Конструкция клеевых и паяных соединений.
14. Расчёт клеевых и паяных соединений.
15. Соединения прессовые (с натягом).
16. Расчёт зазоров и натягов в прессовом соединении.
17. Расчёт прессовых соединений, нагруженных осевой силой.
18. Расчёт прессовых соединений, нагруженных крутящим моментом.
19. Расчёт прессовых соединений, нагруженных изгибающим моментом.
20. Дополнительные указания к расчёту прессового соединения.
21. Конструкции резьбовых соединений. Резьба, геометрические
параметры, типы резьб.
22. Выбор профиля резьбы.
23. Основные типы крепёжных деталей.
24. Теория винтовой пары. Условие самоторможения.
25. Распределение осевой нагрузки винта по виткам резьбы и способы её
выравнивания.
26. Расчёт резьбы на прочность.
27. Расчёт стержня винта, нагруженного внешней растягивающей силой.
28. Расчёт стержня винта, нагруженного только силой затяжки.
29. Расчёт болтов, поставленных без зазора.
