Механические передачи

Необходимость введения передачи как звена между двигателем и исполнительными органами машины. Назначение, область применения и основные типы механических передач. Особенности работы механических приводов сельхозмашин. Кинематический расчет привода.

Рубрика Производство и технологии
Вид лекция
Язык русский
Дата добавления 21.04.2014
Размер файла 404,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЕКЦИЯ 8 МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ

План

1. Назначение, область применения и основные типы механических передач

2. Особенности работы механических приводов сельхозмашин

3. Характеристики механических передач

4. Кинематический расчет привода

1. Назначение, область применения и основные типы механических передач

двигатель механический передача привод

Необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и исполнительными органами машины связана с решением различных задач. Например, в автомашинах и других транспортных машинах требуется изменить значение скорости и направления движения, а на подъемах и при трогании с места в несколько раз увеличивать крутящийся момент на ведущих колесах. Сам автомобильный двигатель не может выполнить эти требования, так как он работает устойчиво только в узком диапазоне изменения крутящего момента и угловой скорости. При выходе за пределы этого диапазона, двигатель останавливается (глохнет). Подобно автомобильному, плохо регулируются многие другие двигатели, в том числе и большинство электродвигателей (Рис.49).

Согласование режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов машины осуществляют с помощью передач. В некоторых случаях регулирование двигателя возможно, но не желательно по экономическим показателям, так как двигатели имеют низкий К.П.Д. за пределами нормального режима. Масса и стоимость двигателя при одинаковой мощности понижается с увеличением его быстроходности. Оказывается, экономически целесообразным применение быстроходных двигателей с передачей, понижающей угловую скорость, вместо тихоходных двигателей без передачи. Роль понижающей передачи в современном машиностроении значительно возросла в связи с широким распространением быстроходных двигателей. В некоторых случаях передачи используют как преобразователи вращательного момента движения в поступательное, винтовое и д.р.

В настоящее время уделяют большое внимание совершенствованию и развитию передач: расширяют пределы передаваемой мощности и скорости, снижают габариты и массу, увеличивают долговечность и д.р.

В машиностроении применяют механические, электрические, гидравлические и пневматические передачи. Наиболее распространены механические передачи, которые и изучают в курсе "Детали машин" (Рис.50).

Механические передачи разделяют на две группы:

1. Передачи, основанные на использовании зацепления:

а) с непосредственным контактом (зубчатые, червячные и д.р.);

б) с гибкой связью (цепные).

2. Передачи, основанные на использовании трения:

а) с непосредственным контактом (фрикционные);

б) с гибкой связью (ременные).

В каждой передаче различают два основных вала: входной и выходной, или ведущий и ведомый. Между этими валами в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные валы.

2. Особенности работы механических приводов сельхозмашин

Механический привод сельскохозяйственных машин отличается от привода машин других отраслей конструктивными, эксплуатационными и техника - экономическими показателями, обусловленными особенностями и эксплуатации сельскохозяйственной техники, а именно:

1. Сезонность использования в течение года, ограниченная небольшими агротехническими сроками (90...250 час) в году, в зависимости от типа машины. Что приводит к увеличению срока окупаемости;

2. Работа и хранение сельскохозяйственных машин в изменяющихся сложных почвенно-климатических и биологических условиях (при высоких и низких температурах, дожде и снегопаде, в абразивной и растительной среде и т.п.), что влияет на показатели надежности, сохраняемости и ремонтопригодности;

3. Неравномерность нагрузки, возникновение динамических нагрузок, вызванных биологическими возможностями убираемых растений, рельефом местности, размерами полей, их засоренности камнями и т.д.;

4. Минимальные затраты на техническое обслуживание и ремонт в период сезонных работ, обусловленное необходимостью снижения потерь при вынужденных простоях в период сельскохозяйственных работ;

5. Низкая металлоемкость, связанная с ограничениями допустимой массы сельскохозяйственной техники с точки зрения агротехнических требований.

Изложенные выше особенности свидетельствуют о том, что механические приводы сельскохозяйственных машин относятся к системам многократного действия, для эксплуатации которых характерна цикличность. Срок службы машины в зависимости от ее типа колеблется в пределах 5-10 лет. Следовательно, расчетная долговечность привода и его составных частей -должна составлять 450...2500 час. В конструкциях механических приводов необходимо использовать коррозионно-, износе-, и температуростойкие материалы повышенной прочности и надежности, а так же защитные покрытия и надёжные уплотнения. В цепных передачах используют цепи повышенной твердости из легированных сталей со специальным антикоррозийным покрытием, с провариванием цепей в масле, периодическим смазыванием и консервацией на осенне-зимнее хранение.

Для ременных передач клиновые ремни изготовляют из специальных резинотканевых материалов (износостойких и маслостойких). В опорах привода применяют подшипники качения с сезонным или одноразовым смазыванием со специально встроенными металлорезиновыми и многокромчатыми уплотнениями, исключающими проникновение в подшипники частиц абразивного материала, растительности и предотвращающими утечку масла.

Зубчатые редукторы оснащены соответствующими прокладками между корпусными деталями и уплотняющими подшипниковых узлов для ликвидации утечки масла, а крепеж имеет антикоррозийное покрытие.

Учитывая, что каждый час простоя сельскохозяйственной машины может принести невосполнимые потери ввиду изменяющихся погодных условий во время предпосевной обработки, посева, уборки урожая конструкторы приводов стремятся свести до минимума технические обслуживания и ремонт. С этой целью в последнее время применяют:

1) клиноременные передачи взамен цепных, требующих периодического смазывания и ремонта;

2) цепные передачи закрытого типа в масляной ванне вместо обычных открытых цепных передач;

3) зубчатые редукторы вместо открытых зубчатых передач, подверженных интенсивному абразивному изнашиванию и требующие периодического смазывания;

4) подшипники качения закрытого типа с сезонным или одноразовым смазыванием вместо подшипников открытого типа, требующих регулярного смазывания и т.п.

Это обеспечивает безотказную работу техники, уменьшение времени на техническое обслуживание и снижение расхода смазочных материалов.

Ввиду ограничений допустимых масс мобильных сельскохозяйственных машин конструкторы непрерывно изыскивают такие решения приводов, которые позволили бы уменьшить их массу. В связи с этим в нашей стране и за рубежом все чаще применяют алюминий в корпусных деталях редукторов вместо чугуна, звездочки из спеченных материалов и пластмассы, вместо чугунных звездочек; ремни узких сечений и шкивы меньших размеров и массы вместо клиновых ремней нормальных сечений и соответствующих шкивов, пластмассовый защитный кожух карданных валов вместо металлического; алюминиевые и пластмассовые шкивы вместо чугунных и стальных и т.п.

3. Характеристики механических передач

Мощность N на входе и N на выходе Вт; быстроходность, которая выражается частотой вращения n на входе и n на выходе мин, c или угловыми скоростями щ и щ ;щ=.; крутящие моменты на ведущем и ведомом валах Т и Т[Н?м]. Эти характеристики минимально необходимо и достаточно для проведёния пректного расчета любой передачи. Кроме основных различают производные характеристики:

Рис. 49 Схема передачи с последовательно соединёнными звеньями

Рис. 50 Типы передач: 1 - фрикционная цилиндрическая; 2- зубчатая цилиндрическая; 3 - червячная; 4 - ременная; 5- цепная; 6 - резйбовая ходовая

1) коэффициент полезного действия (КПД)

з=, или з=1- , N = N - N, (110)

2) передаточное отношение, определяемое в направлении потока мощности:

i = . (111)

При i > l; n > n - передача понижающая или редуктор. При i< l; n< n- передача повышающая или мультипликатор.

Наибольшее распространение имеют понижающие передачи, так как частота вращения исполнительного механизма в большинстве случаев меньше частоты вращения двигателя. Передаточное число:U - является частным случаем передаточного отношения i. В отличии от i значение U?1 всегда больше единицы, всегда положительно и относится только к паре зубчатых колес и применяется в расчетных зависимостях.

Передачи выполняют с постоянным и переменным (регулируемым) передаточным отношением. Как те, так и другие широко распространены. Регулирования передаточного отношения может быть ступенчатым или бесступенчатым. Ступенчатое регулирование выполняют в коробках передач с зубчатыми колесами, в ременных передачах со ступенчатыми шкивами и т.п. Бесступенчатое регулирование - с помощью фрикционных или ременных вариаторов. Применение того или иного способа регулирования передаточного отношения зависит от конкретных условий работы машины, которую обслуживает передача. Ступенчатое регулирование дешевле и осуществляется более простым и надежным механизмом. Бесступенчатое регулирование способствует повышению производительности труда и качества работы вследствие выбора оптимального процесса. Кроме того оно обеспечивает автоматизацию управления на ходу машины.

4. Кинематический расчет механического привода

Мощность на ведущем валу привода определяется по формуле:

N= , N=, (113)

где N - мощность на ведущем валу привода, кВт;

N -мощность на ведомом валу привода, кВт;

з - КПД привода.

Коэффициент полезного действия привода определяется по формуле:

з = з з з… з

где з -КПД, 1-й передачи;

з -KПД, 2-ой передачи и т. д.;

k -число передач привода.

Таблица 7

Значение КПД различных передач с учетом потерь в подшипниках

Тип передачи

В масляной ванне

Открытая

1. Зубчатая передача

0,95...0,98

0,90... 0,94

2. Червячная передача при числе заходов червяка:

Для самотормозящей передачи

Z = 1

0,70... 0,80

0,40... 0,45

Z = 2

0,75...0,85

Z = 4

0,82... 0,90

3. Цепная передача (втулочно-роликовой и зубчатой цепью).

0,95... 0,97

0,90… 0,92

4.Ременная передача (плоскоременная и клиноременная)

0.94... 0,96

Примечание. После установления основных параметров червячной передачи значение ее КПД следует уточнить расчетом по соответствующей формуле.

Числовые значения КПД отдельных видов передач можно принимать по таблице 7.

После определения по формуле мощности ведущего вала Nвщ по каталогу электродвигателей или из литературы, содержащей необходимые данные о них, подбирается соответствующий электродвигатель, откуда принимаются технические данные для него, в том числе его номинальная мощность Nдв, кВт, угловая скорость щ или частота вращения n, об/мин и основные размеры.

При выборе электродвигателя следует учитывать, что асинхронные двигатели, самые распространенные в промышленности, могут допускать длительную перегрузку не выше 5-10%. Кратковременные перегрузки для них допустимы: на 25% в течение 30 мин., на 50% в течение 3 мин., на 100% в течение 30с.

Номинальная мощность электродвигателя привода должна быть:

N? N

Ведущий вал привода соединяется с валом электродвигателя посредством муфты и, следовательно, угловая скорость ведущего вала привода щ равняется угловой скорости вала электродвигателя щ.

После подбора электродвигателя, определения мощности на ведущем валу привода N, и угловой скорости его щ, или частоты вращения n вычисляется передаточное число привода по формуле:

U= , U= , (114)

Далее производится разбивка передаточного числа привода на передаточные числа отдельных передач его по формуле:

U = U x UU, (115)

где U- передаточное число первой ступени передачи;

U- передаточное число второй передачи и т.п.;

К- число передач.

При разбивке передаточного числа привода на передаточные числа отдельных его передач можно руководствоваться таблицей 8.

Таблица 8

Рекомендуемые значения передаточных чисел для различных понижающих передач

Тип передачи

Среднее значение

Наибольш.значение

Тип передачи

Среднее значение

Наибольш.значение

Зубчатая передача редуктора:

Червячная передача

а) цилиндрическими колесами

8...40

90

открытая

15...60

100

Цепная передача

3...4

8

Ременная передача

прямозубыми

3...4

12,5

косозубьми

3...5

12,5

плоскоременная

шевронными

4...6

12,5

открытая

2...4

10

б) коническими колесами

2...3

6

с натяжным роликом

3...5

15

Открытая зубчатая передача с

4...6

20

клиноременная

2...4

10

Рис. 51 Привод люлечного элеватора: 1-натяжное устройство; 2-люлька; 3-грузовая цепь; 4-цепная-передача; 5-цилиндрический редуктор; 6-двигатель; 7-упругая втулочно-пальцевая муфта; 8-груз; 9-звёздочка грузовой цепи. I,II,III,IV-валы, соответственно, двигателя, быстроходный и тихоходный редуктора, рабочей машины

Рис. 52 Привод к мешалке: 1-двигатель; 2-ограждение; 3-клиноременная передача; 4-цилиндрический редуктор; 5-упругая муфта с горообразной оболочкой; 6-мешалка; 7-смесь; 8-задвижка. I,II,III,IV -валы, соответственно, двигателя, быстроходный и тихоходный редуктора, рабочей машины

Табл. 9

Характеристика привода мешалки

Исходные данные

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Момент сопротивле-

ния вращению T, кН'м

0.15

0,18

0,20

0,25

0,27

0.30

0,32

0.34

0,38

0,40

Частота вращения ме-

шалки n, об/мин -

60

65

*70

75

80

70

65.

60

70

80

Допускаемое отклоне-

ние скорости мешалки

д, %.

5

4

6

7

3

4

7

5

6

4

Срок службы привода

L, лет

3

5

4

6

4

5

6

7

5

3

Иногда в заданиях по проектированию приводов машин служат:

1) назначение и кинематическая схема привода, 2) окружное усилие F, окружная скорость V и диаметр D барабана или звездочки транспортера или другой соответствующей части рабочей машины, приводимой в движение электродвигателем посредством привода. В этом случае расчет привода производится следующим образом (Рис.51,52).

Так как ведомый вал привода соединяется с барабаном или звездочкой транспортера или другой подобной частью рабочей машины посредством муфты, то угловая скорость ведомого вала привода Nвм определяется по формуле:

щ=,

где измеряются: щ в рад/с, V в м/с, D в м.

Мощность на ведомом валу привода определяется по формуле:

Nвм= F V

где измеряются: Nвм в Вт, Fв Н, V в м/с.

Частота вращения ведомого вала n вычисляется по формуле:

n=,

где измеряются: n в об/мин, V в м/с, D в м.

Далее расчет привода производится так, как было указано выше. Если в заданиях к проектам по деталям машин заданы момент ведомого вала привода M и угловая скорость этого вала n или щ, то расчет привода машины в этом случае производится так.

Сначала определяется мощность ведомого вала Nвм по формуле:

Nвм=,

где измеряются:

Nвм в кВт, T в Н·м и n об/мин

или по формуле:

Nвм=,

где измеряются:

Nвм в Вт, M в Н·м, щв рад/с.

Затем расчет привода производится так, как было указано раньше. После подбора электродвигателя и определения мощности и угловой скорости ведущего вала привода, а также передаточных чисел отдельных передач привода определяются мощность N, угловая скорость ей или частота вращения п и момент щкаждого вала привода.

Если расчет валов ведется от электродвигателя, то N, п, со. Т, для отдельных валов привода определяют следующим образом.

Для 1-го вала мощность N1 = N частота вращения n1= nи угловая

Скорость щ1=щ,а момент T1 равняется:

T=9550 .

Или

T=.

Для второго вала N=Nз

n=.

Или

щ= ,T=TrU,

T=9550 или T= (116)

Для следующих валов привода N,n,W, Т вычисляется так же, как и для 2-го вала.

Для последнего (ведомого) вала привода мощность и угловые скорости соответственно равны N,n, щ, а момент Т равен:

T=9550 или T= (117)

После определения для каждого вала величин N, n или Т и производятся расчеты каждой передачи и всех деталей и узлов привода так, как это излагается в книгах по деталям машин.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Назначение группового, однодвигателевого, многодвигателевого привода. Типы передач механических приводов: зубчатые (цилиндрические и конические), передачи с промежуточной гибкой связью, передачи винт-гайка. Расчет частот, мощностей и вращающих моментов.

    курсовая работа [391,7 K], добавлен 15.06.2009

  • Классификация механических передач вращательного движения, определение их главных характеристик. Сущность и основные виды ременных передач, их достоинства и недостатки. Особенности конструкции, работы и расчета клиноременных и поликлиноременных передач.

    презентация [512,2 K], добавлен 25.08.2013

  • Краткие теоретические сведения о ременных передачах. Геометрические параметры, область применения ременных передач, их достоинства. Схемы расположения валов. Типы используемых ремней. Установка клинового ремня на шкиве. Кинематический расчет привода.

    реферат [860,7 K], добавлен 22.05.2014

  • Расчет срока службы приводного устройства. Выбор двигателя, кинематический расчет привода. Выбор материалов зубчатых передач. Определение допустимых напряжений. Расчет закрытой конической зубчатой передачи. Определение сил в зацеплении закрытых передач.

    курсовая работа [298,9 K], добавлен 21.02.2010

  • Определение передачи механизма. Изучение передачи вращательного, поступательного движения и периодических движений. Механизм регулирования скорости, реверсирования, преобразования и распределения работы двигателя между исполнительными органами машины.

    презентация [2,6 M], добавлен 05.09.2014

  • Особенности применения двухступенчатых горизонтальных редукторов, выполненных по развернутой схеме. Расчет механических передач, передачи с гибким звеном, шпоночных соединений и элементов корпуса редуктора. Конструирование валов и подшипниковых узлов.

    курсовая работа [804,0 K], добавлен 23.01.2022

  • Кинематический расчет привода технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТу. Расчет клиноременной передачи, зубчатой конической передачи, соединений деталей механизмов. Принцип устройства, основные достоинства и недостатки зубчатых передач.

    курсовая работа [665,5 K], добавлен 11.03.2012

  • Механизм - составная часть любой машины и прибора, совокупность подвижно соединенных между собой тел (деталей), преобразующая вид и характеристики движения отдельных звеньев. Назначение и классификация механических передач, виды и устройство приводов.

    курсовая работа [8,2 M], добавлен 29.05.2012

  • Обзор приводов и систем управления путевых машин. Расчет параметров привода транспортера. Разработка принципиальной гидравлической схемы машины. Расчет параметров и подбор элементов гидропривода, механических компонентов привода и электродвигателей.

    курсовая работа [177,2 K], добавлен 19.04.2011

  • Расчет плоскоременной передачи, клиноременной передачи, цепной передачи, конической передачи, цилиндрической передачи, червячной передачи, кинематический расчет привода, расчет одно-двух-трех ступечатого редуктора, цилиндрического редуктора.

    курсовая работа [53,2 K], добавлен 22.09.2005

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.