Основной текст
.pdfв свою очередь, неподвижные соединения могут быть разъем ными и неразъемными.
К разъемным соединениям относятся резьбовые соединения, вьшолняемые с помощью резьбовых деталей (болты, гайки, винты, шпильки), соединения при помощи шпонок (рис. 4.1), шлицев (рис. 4.2), штифтов и клиньев, а также соединения, выполненные посредством посадок
с гарантированным натягом. |
|
|
|
|
У |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р с. 4.1. Шпоночные соединения: |
|
|
|||||
а - клиновая шпонка; б - призматическая; в - сегментная; г - цилиндрическая |
|||||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.2. Шлицевое соединение
50
Неразъемные соединения для разборки требуют разрушения соеди нительных деталей. К таким соединениям относятся сварные и закле почныесоединения, а также, вьшолненные пайкой и склеиванием.
Для передачи механической энергии на расстояние применяют передачи. В зависимости от способа передачи энергии различают передачи механические и передачи с преобразованием энергии
Вкаждой передаче тело, которое передает мощность,НТназываетсяУ ведущим, а тело, которому передается мощность, ведомым.
Взависимости от способа передачи движенияБот ведущего тела вращения ведомому различают передачи трением с непосредствен
ным контактом тел вращения (рис. 4.3, а) и зацеплением, а также передачи с гибкой связью (рис. 4.3, б). йи(гидравлические, электрические и хшевматические). В изучаемых
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.3. Механические передачи; а - фрикционная; 6 - ременная; в - зубчатая; г - червячная; д - цепная
51
Передачи зацеплением при непосредственном контакте могут быть зубчатыми (рис. 4.3, в) или червячными (рис. 4.3, г), а с гибкой связью - цепными (рис. 4.3, д).
Основным параметром любой передачи является передаточное число, под которым понимают отношение угловой скорости веду щего тела передачи к угловой скорости ее ведомого тела или соот
ветствующее отношение чисел оборотов: |
|
У |
|
|
|
®2 ^ |
Т |
|
Н |
|
|
При / > 1 ведомый вал передачи вращается медленнее ведущего, а при г < 1 - наоборот - быстрее ведущего. В строительных маши нах в большинстве случаев применяются передачи, у которых г > 1,
|
|
|
|
|
|
й |
то есть замедляющие. Это необходимо для уменьшения скорости |
||||||
движения рабочего органа машины при большихБугловых скоростях |
||||||
вала двигателя или для увеличен |
я крутящего момента. |
|||||
для второй и т.д. |
|
парой |
тел вращения нельзя обеспечить |
|||
Во многих случаях одной |
|
|||||
требуемое передаточное число. Тогда применяют ряд последова |
||||||
тельно соединенных передач - такиназываемую многоступенчатую |
||||||
|
|
|
т |
|
|
|
передачу, в которой вед мый вал первой пары является ведущим |
||||||
Ременная передача о(рис. 4.4, а) состоит из ведущего и ведомого |
||||||
шкивов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и |
||||||
соединенных между собой бесконечным ремнем, натянутым на |
||||||
|
|
о |
|
|
|
|
шкивы. Благ даряитрению, развиваемому между ремнем и шкивами, |
||||||
|
п |
|
|
|
|
|
вращение ведущегозшкива передается ведомому. |
||||||
В зависим сти от формы поперечного сечения ремней различают |
||||||
е |
|
|
б), клиноременные передачи (рис. 4.4, в) |
|||
плоскор менные (рис. 4.4, |
||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
и п р дачи круглым ремнем (рис. 4.4, г).
52
Рис. 4.4. Ременная передача: |
У |
|
|
а - схема ременной передачи; б - плоскоременная передача; |
|
|
Т |
в - клиноременная передача; г - передача круглым ремнем |
|
Кшшовые ремни в сечении имеют форму трапеции,Нкоторая своими |
|
боковыми поверхностями касается боковых поверхностейБ канавок шки ва Глубина канавки делается больше высоты сечения ремня, чтобы ме
жду нижним основанием сечения ремняйдном канавки был зазор. Этим обеспечивается заклиниван е ремня в канавке, увеличивается
сцепление, а следовательно, и тяговая способность передачи. Клиноре |
||
|
|
и |
менная передача обладает плавн стью и бесшумностью, малыми габа |
||
ритами и возможностью передаватьрбольшие усилия вследствие парал- |
||
леш,ной установки |
к личества ремней. Кроме того, как и |
|
|
го |
|
всякаяременная передача, клиноременная передача предохраняет меха |
||
низм отперегру ки |
а счеттэластичности ремней и возможности их про |
|
скальзывания. В же время свойство клиноременной передачи исклю |
|
|
необходим |
чает пост янство передаточного числа и практически исключает воз |
|
|
з |
можность ередавать очень большие мощности. |
|
|
натяжение ведущей и ведомой ветви ременной пере |
то |
|
дачи риводит к обязательному упругому проскальзыванию ремня |
|
относитпльно шкива, из-за чего передаточное число этой передачи |
|
им тсл дующий вид: |
|
Различное |
|
Р |
|
гдеDj и Z>2- диаметры ведущего и ведомого шкивов;
е - коэффищ1ент скольжения, зависящий от зттругости и степени натяжения ремня.
53
При применении стандартных резинотканевых к л е н о в ы х ремней коэффициент скольжения колеблется от 0,01 до 0,02.
Появление зубчатой передачи относится к глубокой древности. Изготавливались они тогда из дерева. Меньшее колесо имело шесть стержней (окружность легко делится на шесть частей), откуда и пошло название «шестерня», а большее колесо получило название
зубчатого колеса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Эти названия сохранились в русском техническом языке и до на- |
|||||||||||||
стояшего времени. |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Колеса зубчатых передач |
в зависимости от расположения их |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
геометрических осей могут быть цилиндрическими, коническими |
|||||||||||||
или винтовыми. |
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|||
Во всех случаях вращение ведущего зубчатого колеса преобра |
|||||||||||||
зуется во вращение ведомого зубчатого колеса через нажатие зубьев |
|||||||||||||
первого на зубья второго. |
|
|
|
й |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Профиль зубьев обычно вьшолняется по эвольвенте, очертание |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
едачи |
|
|
|
|
которой обеспечивает равномерное вращение колес, а следователь |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
||
но, и постоянное передаточное |
|
сло. |
|
|
|
||||||||
Качение колес зубчатой пе |
|
|
происходит без проскальзыва |
||||||||||
ния, отсюда |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
® 2 |
Zi ’ |
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
то есть передаточное число зубчатой пары равно отношению числа |
|||||||||||||
зубьев вед м |
колеса (гг) к числу зубьев шестерни (zi). |
|
|||||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Все цилиндрические зубчатые передачи обладают постоянством |
|||||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
передаточного числа, компактностью и большим диапазоном пере |
|||||||||||||
дава мых мощностей. Коэффициент полезного действия этих пере |
|||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дач зависит от точности и чистоты поверхности зубьев, а также от |
|||||||||||||
способа смазки |
и для закрытых |
передач находится в пределах |
|||||||||||
Г) = 0,91...0,99.
Для передачи вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом, применяются конические передачи.
При необходимости получения большого передаточного числа в передаче крутящего момента между скрещивающимися валами при меняются передачи, которые носят название червячных (рис. 4.5).
54
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.5. Червячная передача; |
Н |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 ~ червяк; 2 - червячное колесо |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
Червячная передача представляет |
|
|
зубчато-винтовую пере |
||||||||||
дачуи состоит из червяка - винта с трапецеддальной резьбой - и чер |
|||||||||||||
вячногоколесакосозубого |
|
|
собой |
|
|
|
|||||||
|
с зубьями спехщальной формы. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|||
При вращении червяка его витки, находящиеся в контазкте с зубья |
|||||||||||||
ми колеса, давят на них и заставляютр |
поворачиваться колесо. Для |
||||||||||||
обеспечения постоянного и равн мерного движения необходимо, что |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
колеса |
|
|
|
|
|
|
|
|
бы осевойшаг червяка был равен торцевому шагу червячного колеса. |
|||||||||||||
В этих передачах |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
а каждый оборот червяка колесо поворачива |
|||||||||||||
ется на |
|
уб |
|
однозаходной резьбе, на два зуба - при двух- |
|||||||||
|
|
|
|
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эаходн й ре ьбе и т.д. С помощью таких передач можно получить |
|||||||||||||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
передат чн е число больше 200 (обычно применяется 50... 60). |
|||||||||||||
Передаточное число червячной передачи |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
один |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гдег, - число заходов червяка; ZK- число зубьев колеса;
п, - число оборотов червяка; Пк - число оборотов колеса.
55
Возможность получения большого передаточного числа, компакт ность, плавность и бесшумность являются неоспоримыми достоинст вами червячной передачи. Существенными ее недостатками являются низкий коэффициент полезного действия г\, равный 0,7...0,75.
Поэтому постоянно работающая червячная пара потребляет зна чительную мощность, вьщеляет большое количество тепла и требу ет обязательного интенсивного охлаждения. Этим объясняется сравнительно редкое применение червячных передач, особенно в
|
Т |
механизмах, передающих большие мощности. Червячные передачи |
|
обычно отличаются свойством самоторможения. |
|
Это свойство используется в грузоподъемных устройствах.УЕсли |
|
бы привод барабана, с помощью которого поднимается груз, имел,
например, зубчатую передачу, то пришлосьБбы устанавливать тор
мозное устройство, чтобы груз не опускался. При наличии само- |
|
тормозящейся червячной передачи |
обратногоНдвижения быть не |
может. Если необходимо пол5^ить |
большие передаточные числа, |
зубчатыми |
|
обычно прибегают к многоступенчатым зубчатым передачам в ос |
|
новном с цилиндрическими |
ры |
парами. Такие многоступен |
чатые передачи называются редукторами.йРедукторы выпускаются |
||
о |
|
|
промышленностью как самостоятельные изделия. Они стандартизи |
||
рованы и могут быть устан влены в любой машине в соответствии |
|
т |
выпускаются одно-, двух-, трех- |
со своими параметрами. Редукт |
|
и |
|
и многоступенчатыми с различными зубчатыми передачами (ци |
|
линдрическим , червячными, коническо-цилиндрическими и т.д.). Основными зпараметрами редукторов являются передаваемая мощ
В редуктуровеньрах передачи располагаются внутри корпусов специальной конструкции.п Еижняя часть корпуса редуктора обычно заполняется маслом,е которого контролируется. При вращении колес часть из них, 01^аясь в масляную ванну редуктора, поднимает масло и раз
ность, передаточное ч сло и число оборотов ведущего вала.
Рбрызгива т его, обеспечивая смазку трущихся поверхностей.
Корпусы редукторов снабжаются опорными лапами для крепле ния к фундаментам или рамам или рым-болтами для монтажа и ребрами для увеличения теплоотдачи.
При сравнительно больших межосевых расстояниях, когда неце лесообразно использовать зубчатые передачи из-за их громоздкости и ременные передачи в связи с требованиями компактности или по стоянства передаточного числа, применяются цепные передачи.
56
Цепная передача состоит из расположенных на некотором рас стоянии друг от друга двух колес, называемых звездочками, и охва тывающей их цепи (рис. 4.6). Вращение ведущей звездочки преобра зуется во вращение ведомой звездочки при сцеплении звездочек со звеньямицепи и передаче окружного усилия через натянутую цепь.
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
и |
Б |
|
|
|
|
Рис. 4.6. Цепная передача; |
|
|
|
|||
а - общий вид; б - конструкц я втулочно-роликовой цепи; |
|
|||||||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
1 - ведущая звездочка; 2 - ведомая звездочка;й3 - наружное звено; |
||||||||
4 - внутреннее з |
5 - ось; 6 - втулка; 7 - ролик |
|
||||||
|
|
|
вено; |
|
|
|
|
|
Цепные передачи, раб тающие при больших нагрузках и скоро |
||||||||
стях, помещают в специальные к жухи (картеры), в которых они |
||||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
постоянно и обильно смазываются и защищаются от загрязнения. |
||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
Передаточное ч слотцепной передачи определяется, как и в лю |
||||||||
бой передаче, ацеплен ем: |
|
|
|
|
|
|||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
(O' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гд г7 иZ2- числа зубьев ведущей и ведомой звездочек передачи. |
||||||||
еВ качестве приводных цепей обычно применяются роликовые, |
||||||||
втулочш.1е, зубчатые и крючковые цепи. |
|
|
|
|||||
РВтулочно-роликовая цепь (рис. 4.6, б) состоит из наружных 3 и |
||||||||
внутренних 4 звеньев, соединенных попарно при помощи осей 5 и втулок 6. Каждая пара звеньев свободно поворачивается относи тельнодругой.
57
в роликовой цепи на втулки надеты ролики 7, которых нет во вту лочной цепи. Ролики во время набегания на ведущую 1 и ведомую 2 звездочки проворачиваются, уменьшая тем самым износ зубьев.
При больших 01фужных усилиях применяются двух- и трехрядные роликовые цепи, конструкция которьж аналогачна рассмотренной.
Детали приводных цепей делаются из специальных сортов леги рованных сталей и подвергаются термической обработке, что обес печивает необходимую прочность и долговечность цепей.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
Все цепные передачи требуют постоянного ухода (смазка, регули |
|||||||||
ровка) и выходят из строя в основном из-за износа шарниров цепей, |
|||||||||
который приводит к увеличению шага и удлинению самой цепи.У |
|||||||||
К достоинствам цепных передач относятся применимость в ши |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
роком диапазоне межцентровых расстояний, малые габариты и мас |
|||||||||
са, простота замены и высокий КПД. |
|
|
|||||||
К недостаткам - возможность |
внезапного Нобрьюа, удлинение |
||||||||
са, звездочки, блоки, катки, ба абаныдеталей. .) служат оси. Они могут |
|||||||||
вследствие износа и необходимость натяжных устройств, неравно |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
мерность скорости, особенно при малом числе зубьев звездочки. |
|||||||||
Для поддержания вращающ хся |
|
(шкивы, зубчатые коле |
|||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
быть вращающимися (вместе с установленными на них деталями) |
|||||||||
или невращающимися ( тн сительно которых вращаются установ |
|||||||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
ленные на них де али). Осирв спринимают нагрузку от располо |
|||||||||
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
женных на них деталей и раб тают на изгиб. |
|
||||||||
Детали, которые в о личие от осей в основном предназначены |
|||||||||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
для передачи моментов, называются валами. Валы, несущие на себе |
|||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
детали, через которые передается крутящий момент, воспринимают |
|||||||||
от этих деталей нагрузки и поэтому работают одновременно на кру |
|||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
чение и изгиб. |
|
|
|
|
|
|
|||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оси редставляют собой прямые (в большинстве случаев пере |
|||||||||
м нного сечения) стержни, а валы могут быть как прямыми, так и |
|||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кол нчатыми и гибкими (рис. 4.7). |
|
|
|
||||||
Оси и валы вращаются относительно опор, называемых подшттками. Те части валов или осей, которыми они непосредственно ложат ся на опоры, называются цапфами. Цапфы, воспринимающие осевую нагрузку, назьшаются пятами. Оси имеют обычно 1фуглое сечение, дааметр которого по длине чаще всего переменен. В результате этого ось приобретает форму ступенчатого цилиндра.
58
a
|
|
|
|
|
|
Е Э - |
У |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р с. 4.7. Оси и валы: |
|
|
|
|||
а - невращающаяся ось; б - вращающаяся ось; в - гладкий прямой вал; |
||||||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
- ступенчатый вал; д - коленчатый вал; е - гибкий вал |
|
||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
Изготавливаютсязоси обычно из конструкционных или качест венныхуглер дистых сталей.
еВо вращающейся оси, даже при постоянной нагрузке, напряже Рния м няются по симметричному циклу, поэтому при прочих рав ных условиях она должна иметь больший диаметр, чем неподвиж ная. Валы, как и оси, изготавливаются в основном из углеродистых
и легированных сталей.
Для передачи движения между деталями, расположенными так, что жесткую связь нельзя осуществить (например, для привода виб ратор, механизированных инструментов и других механизмов), применяются гибкие валы (см. рис. 4.7).
59