4.Необходимость применения передач в машинах и их основные характеристики

Передачи – устройства служащие для передачи энергии на расстояние как правило с преобразованием моментов соостей усилий.

Причины применения передач

1. Скорость и движение исполнительных органов как правило не совпадает с оптимальными скоростями двигателя, на исполнительном органе требуется получить большой момент. Для того чтобы получить большой момент в соответствии с формулой Т=9550Р/n необходимо уменьшать обороты. При уменьшении оборотов растут габариты и вес двигателя. Более выгодно применить малый двигатель и малую передачу.

2.Для большинства машин возникает необходимость регулировать скорости исполнительного органа. Регулировать двигатель не всегда возможно и экономично.

3.Исполнительные органы некоторых машин совершают поступательное движение, а ротар двигателя вращается и без передачи обойтись нельзя.

4. Соединения двигателя с исполнительным органом также не целесообразно с точки зрения компоновки машины, удобство обусл., техн. безопасности.

Характеристики передач

1. i=n₁ / n₂; n₂₌ n_1*i

2. η=Р₂/P₁; Р₂₌ P_1*η _\

3. Т₂=Т_1*i_*η

4. Р_{двигателя}=F_*V/ η= Т_*ω /η

5. Назначение.Применение. Достоинства и недостатки передач винт-гайка.

Служит для преобразованиявращательного движения в поступательное.

При простой и компактной конструкции она позволяет получить больший выиграшь в силе или осуществить медленные и точные перемещения.

Недостаток передачи: низкий КПД

Область применений:

1. Подъем грузов

2. Нагруженные устройства в испытуемых стендах

3. В механическом управлении самолетом

4. Измерительные машины и станки

5. В робототехнике

В Зависимости от вида трения передачувинт-гайка делят:

1. С трением скольжения

2. С трением кочения

Передача винт-гайка с трением скольжения

Они сохраняют применение благодаря простоте конструкции.

Простейшие механизмы, в которых применяется эта передача – домкраты, съемники, прессы.

6. Резьбы для передачи винт-гайка с трением скольжения, трения в них и кпд

В передачах винт-гайка с трением скольжения преимущественно применяют: прямоугольные, трапециидальные, упорные резьбы

Прямоугольная резьба

Прямоугольная резьба не может быть получена шлифованием или фрезерование, поэтому не технологична, не стандартизована. При износе образовываются зазоры, которые трудно исправимы.

Достоинства: самый высокий КПД

Трапециидальная резьба

Самая технологичная, дешевая и наиболее распространена впередачах винт-гайка с трением скольжения. Она прочнее,чем прямоугольная.

Недостаток: самый низкий КПД

Упорная резьба

Применяется для восприятиябольших одностронних осевых нагрузок. Со стороны меньшего угла(3 градуса)

КПД меньше, чем у прямоуголной, но больше, чем у трапециидальной.

Упорная усиленная

Усталостная прочность выше в 1,5 раза, меньше концентратор напряжений

7. Проектирование передач винт-гайка с трением скольжения

1. Определяем начальные условия

F – усилие

n – ход винта

2. Назначаем материал пары винт-гайка:

• Высокой прочности

• Износостойкости

• Хорошей обрабатываемости

Такими материалами являются: высокоуглеродистыеи легированые стали, термообрабатываемые до большой твердости. (40, 45, 50, 40Х, 40 ХН, 65Г)

Материал гайки в паре с материаломвинта должен иметь низкий коэфициент трения, тоесть образовывать антифрикционную пару.

Материал для гайки: оловянистыеи безоловянистые бронзы, латуни, металокерамика, антифрикционные чугуны.

3. Расчет винта

А) Строим эпюры нагрузок вдоль оси винта:

Домкрат

Рисунок

М_п – момент в пяте

М_вп – момент винтовой пары

М_р – момент в рукоятке

Из эпюр видно, что винт находится в сложном напряженном состоянии

Он испытывает напряжение сжатия и кручения

Б) Определяют внутренние диаметры из условия прочности с учетом устойчивости

– коэф. Уменьшения основного допускаемого напряжения

Для раст. винтов =1

В) Для коротких винтов , у которых

Г) Определяем средний диаметр из условий износостойкости

Д) По расчетным диаметрам выбираем ближайшую большую стандартную резьбу, удовлетворяющую всем 3-м условиям, и предварительно выбираем шаг резьбы (из ГОСТа)

Е) для окончательного выбора шага резьбы необходимо удовлетворить еще 2 условия:

1. Обеспечить как можно больше КПД

2. Обеспечить условие самоторможения

Ж) Окончательно выбираем размеры винта d₁,d₂, d,p – по ГОСТ и выполняем проверочный расчет

4. Расчет гайки

Допущение:

1. Усилия распределены по виткам равномерно

2. Угол подъема резьбы мал и им можно пренебречь

Основной причиной выхода из стоя передачи винт-гайка является износ.

Уравнение износостойкости по условию не выдавливания смазки имеет вид: