Тема 1.16 Общие сведения о передачах

Передача вращательного движения от одной машины к другой или внутри машины от одного вала к другому осуществляется разнообразными механизмами, носящими название передач. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами: 1. Обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение; 2. Позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Валы и закрепленные на них шкивы и колеса называются ведущими звеньями, когда они передают движение, и ведомыми, когда они его воспринимают.

Классификация передач:

1. По принципу передачи движения:

- передачи трением (фрикционная, ременная);

- передачи зацеплением (цепная, зубчатая, червячная, винт-гайка);

2. По способу соединения деталей

- передачи с непосредственным контактом тел вращения (фрикционная, зубчатая, червячная, винт-гайка);

- передачи с гибкой связью (ременная, цепная).

Основными характеристиками передачи являются передаточное отношение и КПД.

Передаточным отношением называется отношение угловых скоростей ведущего звена к ведомому : . Если i<1 – передачи, повышающие ω, если i>1, то - понижающие ω.

Для передач трением - это отношение диаметров ведомого звена к ведущему: ; для передач зацеплением – отношение чисел зубьев .

КПД характеризует степень совершенства механизма и определяется отношением мощностей ведомого звена к ведущему:

Привод - это совокупность передач или многоступенчатая передача, ведущий вал которой получает движение от электродвигателя.

Передаточное отношение привода равно произведению передаточных отношений входящих передач: .

КПД привода равно произведению КПД входящих передач:

Варианты выполнения задач по расчету привода:

Вариант 1. Заданы параметры всех передач привода

Задача 15. Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если P_дв = 5 кВт, n_дв = 980 , η₃₁= 0,97, η₃₂ = 0,98, η_Ц = 0,95 (КПД муфты и подшипников условно включены в КПД передач для упрощения решения задачи)

Рис.1 Схема привода

1.Дать характеристику привода.

Привод состоит из электродвигателя, цилиндрического двухступенчатого горизонтального редуктора (1 ступень – прямозубая передача, 2 ступень – косозубая передача) и цепной передачи.

2. Определить общий КПД привода.

η₀ = η₃₁ ∙ η₃₂ ∙ η_Ц = 0,97 ∙ 0,98 ∙ 0,95 = 0,903

3.Определить общее передаточное отношение привода.

i₀ = i₃₁ ∙ i₃₂ ∙ i_Ц = 3 ∙ 3 ∙ 2 = 18

i₃₁ = = = 3 ; i₃₂ = = = 3 ;i _ц = = = 2

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

ω_дв = = = 102,57

ω₁ = ω_дв = 102,57 (соединение валов выполнено с помощью муфты, скорость не изменяется)

ω₂ = = = 34,19

ω₃ = = = 11,40

ω₄ = = = 5,7

5. Определить мощности всех валов привода.

Р_дв = 5 кВт

Р₁= Р_дв=5 кВт (КПД муфты не задано, поэтому мощность не изменяется)

Р₂ = Р₁∙η₃₁= 5 ∙ 0,97 = 4,85 кВт

Р₃ = Р₂ ∙ η₃₂ = 4,85 ∙ 0,98 = 4,75 кВт

Р₄ = Р₃ ∙ η_Ц = 4,75 ∙ 0,95 = 4,51 кВт

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Т_дв = = = 48,7 Нм

Т₁ = = Т_дв = 48,7 Нм

Т₂ = = = 142 Нм

Т₃ = = = 417 Нм

Т₄ = = = 791 Нм

Вариант 2. Нет параметров одной из передач привода, но задана угловая скорость ω_р.

Задача 16. Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 7,5 кВт, ω_дв=150 , ω_р = 2,5 , η_р= 0,94, η_З1= 0,98, η_З2 = 0,98.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из электродвигателя, ременной передачи и цилиндрического косозубого двухступенчатого горизонтального редуктора.

2. Определить общий КПД привода.

η₀ = η_Р ∙ η₃₁ ∙ η₃₂ = 0,94 ∙ 0,98 ∙ 0,98 = 0,903

3. Определить общее передаточное отношение привода.

Для данного варианта, когда нет параметров одной из передач, но задана угловая скорость на выходе из привода ω_р, общее передаточное отношение привода определяется по формуле:

i₀ = = = 60 ,

но для следующего пункта нужны передаточные отношения всех передач, поэтому:

i_p = = = 4

i_З1 = = = 3

Так как i₀ = i_p ∙ i_З1∙ i_З2 , то i_З1 = = = 5

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

ω_дв=150

ω₁ = = = 37,5

ω₂ = = = 7,5

ω₃ = = = 2,5

5. Определить мощности всех валов привода.

=7,5 кВт

Р₁ = Р_дв∙ η_р = 7,5 ∙ 0,94 = 7,05 кВт

Р₂ = Р₁∙ η_З1 = 7,05 ∙0,98 = 6,91 кВт

Р₃ = Р₂∙ η_З2 = 6,91 ∙ 0,98 = 6,77 кВт

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Т_дв = = = 50 Нм

Т₁ = = = 188 Нм

Т₂ = = = 921 Нм

Т₃ = = = 2710 Нм

Задача 17. Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 5 кВт, ω_дв = 150 рад\с, η_рем = 0,95, η_цил = 0,98, η_цеп = 0,92.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода.

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5.Определить мощности всех валов привода.

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Задача 18. Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 10 кВт, ω_дв = 102 рад\с , η_цеп = 0,92, η_з1 = 0,97, η_з2= 0,98.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода

i_цеп = i_з1 = i_з2 =

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5.Определить мощности всех валов привода.

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Задача 19. Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 4 кВт, n_дв = 980 об\мин, = 0,95 , = 0,97, 0,92.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода.

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5.Определить мощности всех валов привода.

Р₄ =

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Задача 20. Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 12 кВт,

ω_дв = 140 рад\с , η _цил1= 0,98 , η _цил2 = 0,98 , η _кон = 0,92 , ω_р = 4 рад\с.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода.

i_о =

i_цил1 = i_цил2 = i_кон =

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5.Определить мощности всех валов привода.

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Задача 21 . Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 8 кВт, n_дв = 1376 об\мин, η _цил= 0,97, η _кон = 0,96, η _цеп = 0,92, ω_р = 6 рад\с.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода.

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5. Определить мощности всех валов привода.

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Задача 22 . Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 3 кВт, ω_дв = 142 рад\с, η _цеп = 0,95, η _цил = 0,97, η _кон = 0,96.

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода.

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5. Определить мощности всех валов привода.

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.

Задача 23 . Выполнить силовой и кинематический расчет привода (рис.1), если Р_дв = 6 кВт, n_дв = 975 об\мин, η_рем = 0,95, η _кон = 0,96 , η _цил = 0,97.

Рис.1 Схема привода

1. Дать характеристику привода.

Привод состоит из …

2. Определить общий КПД привода.

3. Определить общее передаточное отношение привода.

4. Определить угловые скорости всех валов привода.

5. Определить мощности всех валов привода.

6. Определить вращающие моменты всех валов привода.