Глава 2. Передачи вращательного движения

§1. Классификация передач и их назначение

Наиболее распространенными являются передачи вращательного движения. Это объясняется существенным преимуществом вра­щательного движения по сравнению с движением возвратно-поступательным. В последнем случае имеют место потери вре­мени на холостые ходы (вперед — рабочий ход, назад — холостой), а также большие динамические нагрузки, связанные с из­менениями направления движения, что ограничивает увеличение рабочих скоростей машин.

Нецелесообразность, а иногда невозможность прямого соеди­нения двигателя и машины объясняется следующими факторами:

несовпадением их скоростей (двигатели обычно имеют боль­шие угловые скорости, что позволяет делать их компактными, в рабочих же органах машин-орудий часто требуется большой момент при относительно небольших скоростях);

необходимостью изменять скорость машины при постоянной скорости выбранного двигателя;

необходимостью в ряде случаев одним двигателем приводить в движение несколько механизмов.

В современных машинах применяют механические, гидравли­ческие, пневматические и электрические передачи.

Механические передачи классифицируют по следующим при­знакам:

по физическим условиям передачи движения: трением (фрик­ционные, ременные, канатные); сцеплением одного звена с дру­гим (зубчатые, червячные, цепные);

по способу соединения ведущего и ведомого звеньев: передачи е непосредственным касанием ведущего и ведомого звеньев— фрикционные, зубчатые, червячные; передачи с промежуточным звеном, соединяющим ведущее и ведомое звенья— ременные, канатные, цепные;

по числу ступеней: одно - и многоступенчатые;

по конструктивному оформлению: открытые и закрытые.

В каждом передаточном механизме различают два основных звена: ведущее и ведомое. Между ведущим и ведомым звеньями в многоступенчатых передачах размещаются промежуточные звенья.

§2. Кинематические и силовые соотношения в передаточных механизмах

Окружная скорость ведущего звена (рис 1) V₁= ω₁ D₁/2.

Окружная скорость ведомого звена V₂= ω₂ D₂/2.

Окружные скорости обоих звеньев при отсутствии проскаль­зывания должны быть равны, т. е. V₁= V₂ ω₁ D₁/2= ω₂ D₂/2 ^{или πD}₁n ₁^{/60 = πD}₂n ₂ ^/60,

отсюда ω₁ /ω₂ = п₁/ п₂ = D₂/ D₁,

где ω₁, ω₂ и п₁, п₂— угловая скорость (рад/с) и частота вращения (об/м) ведущего и ведомого звеньев; D₁ и D₂ — диаметры ведущего и ведомого звеньев.

Отношение угловой скорости ведущего звена к угловой ско­рости ведомого или частоты вращения ведущего звена к частоте вращения ведомого называется передаточным отношением i = ω₁ /ω₂ = п₁/ п₂-=D₂/ D_1.

Если мощность P₁ на ведущем валу, то мощность Р₂ на ведомом валу Р₂ = Р₁η, где η— КПД передачи.

Известно, что мощность Р = М ω,

где М — вращающий момент, ω — угловая скорость.

М₂ = M₁ω₁/ω₂η = М₁iη.

Значения КПД отдельных видов передачи приведены в спра­вочной литературе.

В многоступенчатой передаче общее передаточное отношение определяется по формуле i _общ= i₁ i₂ i₃… i_п

общее значение КПД (при последовательном соединении элемен­тов передачи)

η _общ =η₁ η₂ η₃… η_п