Основные характеристики механических передач

• Мощность (на входе – Р1(Вт), на выходе – Р2(Вт)) • Быстроходность (выражается частотой вращения или угловой скоростью) • n1 и n2 – частота вращения на входе (n1) и на выходе (n2) об/мин = мин-1 • w1 и w2 – угловая скорость (рад/с=с-1)

Предаточное отношение ( u=w1/w2=n1/n2)

Окружная скорость

Производные характеристики механических передач

• Механический КПД передачи – η=P2/P1. Для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких последо-вательно соединенных передач, суммарный КПД равен произведению КПД каждой передачи в отдельности. • Передаточное отношение (передаточное число): u=ω1/ω2. При этом, если u > 1, n1 > n2 – понижающая передача (редуктор), а если u < 1, n1 < n2 – повышающая передача (мультипликатор). Для многоступенчатой передачи суммарное передаточное отношение равно произведению передаточных отношений ступеней. • Окружная скорость ведущего или ведомого звена: v=ωd/2, где d – диаметр колеса. Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны. • Окружная сила: Ft=P/v=2T/d, где P-мощность, а T- вращающий момент. • Вращающий момент: T=P/ω= Ftd/2.

Кинематические зависимости механических передач.

§ 6.2. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах Особенности каждой передачи и ее применение определяются следующими основными характеристиками: 1) мощностью на ведущем Р\ и ведомом Р2 валах или враща¬ющими моментами Τ ι и Т2 на тех же валах; 2) угловой скоростью ведущего ωι и ведомого ω2 валов (рис. 6.1, а, б). Это две основные характеристики, необходимые для выполне¬ния проектного расчета любой передачи. Дополнительными характеристиками являются: а) механический к.п.д. передачи

Для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких отдельных последовательно соединенных передач, общий к.п.д.

где т)1, ц2,..., ηΛ — к.п.д. каждой кинематической пары (зубчатой, червячной, ременной и других передач, подшипников, муфт). Технико-экономические расчеты тесно связаны с к.п.д. Поте¬ря мощности — показатель непроизводительных затрат энергии — косвенно характеризует износ деталей передачи, так как потерянная в передаче мощность превращается в теплоту и час¬тично идет на разрушение рабочих поверхностей.

С уменьшением полезной нагрузки к.п.д. значительно снижается, так как возрастает относительное влияние постоянных потерь (близких к потерям холостого хода), не зависящих от нагрузки;

Фрикционная передача. Вариаторы.

Фрикционной передачей называется 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 сил прижатия Fn (рис. 11.1). При этом должно быть

где Ft — окружная сила; F—сила трения между катками. Для передачи с цилиндрическими катками (рис. 11.1)

где /—коэффициент трения.

Нарушение условия (11.1) приводит к буксованию и быстрому износу катков.

Фрикционные передачи можно классифицировать по нескольким признакам: 1)по расположению осей валов, по форме тел качения, по условиям работы; 2) по возможности регулирования передаточного числа.

Все фрикционные передачи можно разделить на две основные группы: передачи нерегулируемые, т. е. с постоянным передаточным отношением; пе¬редачи регулируемые, или вариаторы, позволяющие изменять передаточное отношение плавно и непрерывно (бесступенчатое регулирование)*.

Достоинства фрикционных передач:

1)простота конструкции, 2)плавность и бесшумность работы, 3)возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке, 4)возможность плавного изменения передаточного числа на ходу машины.

Недостатки:

1)значительная радиальная нагрузка на опоры валов, которая может до 35 раз превышать передаваемое окружное усилие и вызывающее интенсивное изнашивание рабочих элементов передачи и разрушение катков. 2)фрикционные не обеспечивают строгого постоянства передаточного числа при изменении нагрузки 3)имеют сравнительно невысокий КПД

Вариа́тор (лат. variātor «изменитель») — механическая трансмиссия, способная плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения производится вручную или автоматически.

Вариатор применяется в устройствах (агрегатах), требующих бесступенчато изменять передаточное отношение, таких, как автомобили,мотороллеры, снегоходы, квадроциклы, конвейеры, металлорежущие станки, мешалки и др. В стационарных устройствах вместо вариаторов обычно применяется регулируемый электропривод.

Диапазон регулирования (отношение наибольшего передаточного числа к наименьшему) обычно 3—6, реже 10—12.

Фрикционные вариаторы:
- лобовые;
- конусные;
- шаровые;
- многодисковые;
- торовые;
- волновые;
- клиноременные.

Вариаторы зацепления:
- цепной вариатор.
- высокомоментный вариатор

Достоинтсва и недостатки (см.выше) Рассчет на прочность фрикционных передач.

Для фрикционных передач с металлическими катками основным критерием работоспособности является контактная прочность. Проч¬ность и долговечность фрикционных передач оцениваются по контакт¬ным напряжениям — напряжениям смятия поверхности на площадке контакта. Расчет па прочность фрикционной передачи Схема для расчета цилиндрической фрикционной передачи пред¬ставлена на рис. 2.2.2

Рисунок 2.2.2 Схема для расчета цилиндрической фрикционной передачи