Основные характеристики передач

Особенности каждой передачи и ее применение определяются следующими основными характеристиками, необходимые для выполнения проектного расчета любой передачи:
1) мощность на ведущем P1 и ведомом P2 валах;
2) вращающие моменты Т1 и Т2 на тех же валах: (2.1.1)
3) угловые скорости ведущего и ведомого валов.

Рисунок 2.1.1 Схема двухступенчатой передачи

Дополнительными характеристиками являются:
1) механический к.п.д. передачи: (2.1.2)
Для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких отдельных последовательно соединенных передач, общий к.п.д. (2.1.3), где , , …, – к.п.д каждой кинематической пары (зубчатой, червячной, ременной и других передач, подшипников, муфт).
2)Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с (2.1.4),где d – диаметр колеса, шкива и др., м.
3) Передаточное отношение определяется в направлении потока мощности (2.1.5)

Для многоступенчатой передачи общее передаточное отношение
Технико-экономические расчеты тесно связаны с к.п.д. Потеря мощности – показатель непроизводительных затрат энергии – косвенно характеризует износ деталей передачи, так как потерянная в передаче мощность превращается в теплоту и частично идет на разрушение рабочих поверхностей.

Рисунок 2.1.2 Схемы различных видов передач

Зубчатые передачи, основные понятия.

убчатой передачей называется трехзвенный механизм, в котором два подвижных зубчатых звена образуют с неподвижным звеном вращательную или поступательную пару. Зубчатое звено передачи может представлять собой колесо, сектор или рейку. Зубчатые передачи служат для преобразования вращательных движений или вращательного движения в поступательное.

Все применяемые здесь и в дальнейшем термины, определения и обозначения, относящиеся к зубчатым передачам, соответствуют ГОСТ 16530–83 «Передачи зубчатые», ГОСТ 16531–83 «Передачи зубчатые цилиндрические» и ГОСТ 19325–73 «Передачи зубчатые конические».

Зубчатое зацепление представляет собой высшую кинематическую пару, так как зубья теоретически соприкасаются между собой по линиям или точкам, причем меньшее зубчатое колесо пары называется шестерней, а большее – колесом. Сектор цилиндрического зубчатого колеса бесконечно большого диаметра называется зубчатой рейкой.

Основная кинематическая характеристика всякой зубчатой передачи – передаточное число, определяемое по стандарту как отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни и обозначаемое u, следовательно:

u = z ₂/ z ₁.

Определение передаточного отношения остается таким же, как для других механических передач, т.е.:

u = ω₁/ ω₂.

Потери энергии в зубчатых передачах зависят от типа передачи, точности ее изготовления, смазки и складываются из потерь на трение в зацеплении, в опорах валов и (для закрытых передач) потерь на перемешивание и разбрызгивание масла. Потерянная механическая энергия переходит в тепловую, что в некоторых случаях делает необходимым тепловой расчет передачи.

Потери в зацеплении характеризуются коэффициентом η_з, потери в одной паре подшипников – коэффициентом η_п и потери на перемешивание и разбрызгивание масла – коэффициентом η_м. Общий КПД одноступенчатой закрытой передачи:

η= η_з η_м.

Ориентировочно η_з = 0,96…0,98 (закрытые передачи), η_з = 0,95…0,96 (открытые передачи), η_п= 0,99…0,995 (подшипники качения), η_п = 0,96…0,98 (подшипники скольжения), η_м = 0,98…0,99.

Поверхности взаимодействующих зубьев колес, обеспечивающие заданное передаточное отношение, называются сопряженными. Процесс передачи движения в кинематической паре, образованной зубчатыми колесами, называется зубчатым зацеплением.