- •Изучение механических передач
- •Ухта 2007
- •Isbn 5-88179-192-4
- •1 Изучение редукторов. Лабораторная работа №1
- •Порядок выполнения работы
- •1.2 Общие сведения о редукторах
- •Основные детали редукторов
- •Валы, фиксированные и нефиксированные в осевом направлении
- •1.4 Смазка редукторов
- •1.6 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1.4 Контрольные вопросы
- •2 Регулирование подшипниковых узлов. Лабораторная работа № 2
- •2.1 Порядок и цель выполнения работы
- •2.2 Общие сведения о регулировании подшипниковых узлов с подшипниками качения
- •2.3 Регулирование осевого перемещения вала, опирающегося на регулируемые подшипники
- •2.4 Примеры расчета изменения осевого перемещения вала вследствие разности температур вала и корпуса
- •2.5 Примеры назначения нормы осевой игры вала
- •2.6 Сведения о методах регулирования осевой игры валов
- •2.7 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект регулировки
- •2 Обоснование нормы на регулировку подшипниковых узлов
- •3 Порядок регулировки подшипниковых узлов
- •Литература
- •2.8 Контрольные вопросы
- •3 Регулирование зубчатых и червячных передач
- •3.1 Порядок выполнения работы
- •3.2 Предварительные сведения о регулировании зубчатых и червячных передач
- •3.3 Сведения о точности зубчатых и червячных передач
- •3.4 Содержание и цель регулировки зубчатых передач
- •3.5 Методы контроля контакта и бокового зазора зубьев
- •3.7 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект регулирования
- •2 Обоснование норм пятна контакта и бокового зазора
- •3 Порядок регулировки конической зубчатой передачи
- •Литература
- •3.8. Контрольные вопросы
- •4 Монтаж и регулировка ременной передачи
- •4.1 Порядок выполнения работы
- •4.2 Общие сведения о ременных передачах
- •4.3 Силы и напряжения в ремне
- •4.4 Особенности клиноременной передачи
- •4.5 Общие требования к монтажу ременной передачи
- •4.6 Регулирование взаимного расположения шкивов ременной передачи
- •4.7 Регулирование предварительного натяжения ремня
- •4.8 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект регулировки
- •2 Обоснование норм на регулировку ременной передачи
- •3 Порядок регулировки ременной передачи
- •Литература
- •4.9 Контрольные вопросы
- •5 Изучение геометрических параметров колес зубчатых и червячных передач
- •5.1 Порядок и цель выполнения работы
- •5.2 Общие сведения о геометрических параметрах зубчатых и червячных передач
- •5.3 Геометрические параметры колёс цилиндрических
- •5.4 Геометрические параметры колёс прямозубых конических передач
- •5.5 Геометрические параметры колёс и червяков цилиндрических червячных передач
- •5.6 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект изучения
- •2 Параметры зубчатой пары, полученные непосредственным измерением
- •3 Параметры зубчатой пары, полученные расчётом по формулам из таблицы (1, с. 138, 140)
- •4 Результаты расчётов и непосредственных измерений параметров зубчатой пары
- •Литература
- •5.7 Контрольные вопросы
- •Литература
- •Жингаровский Анатолий Николаевич
- •Кейн Евгений Иосифович
- •Суровцев Евгений Леонидович
- •Изучение механических передач
- •Редактор в.П. Кипрова Технический редактор и.А. Безродных
- •169300, Г. Ухта, ул. Первомайская, 13.
- •169300, Г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.
Федеральное агентство по образованию
Ухтинский государственный технический университет
А.Н. Жингаровский, Е.И. Кейн, Е.Л. Суровцев
Изучение механических передач
Учебное пособие
3-е издание, исправленное
Рекомендовано учебно-методическим объединением Российской Федерации по образованию в области лесного дела в качестве учебного пособия для студентов вузов, изучающих дисциплину “Детали машин и основы конструирования”
Ухта 2007
ББК 34.4. Я7
Ж 72
УДК 621. 81
Жингаровский, А.Н. Изучение механических передач [Текст]: учеб. пособие /А.Н. Жингаровский, Е.И. Кейн, Е.Л. Суровцев. – 3-е изд., испр. – Ухта: УГТУ, 2007. – 164 с.: ил.
ISBN 5-88179-192-4
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 170400 (МЛК), 170200 (МОН), 260100 (ЛИ), 330600 (БТП), 090700 (ПЭМГ), 090600 (РЭНГМ), 090800 (БС) и других, изучающих дисциплину «Детали машин и основы конструирования».
Пособие содержит руководства к выполнению пяти лабораторных работ, посвященных изучению параметров, конструкций и регулировок отдельных элементов механических передач. В описаниях работ содержится информация, используемая студентами при выполнении курсовых проектов и курсовых работ. Этой же цели служат приложения, нормативные и справочные материалы, включенные в текст.
Рецензенты: кафедра проектирования специальных лесных машин Санкт-Петербургской лесотехнической академии (зав. кафедрой д. т. н., профессор В.А. Александров) и зав. лабораторией Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства к. т. н. Ю.А. Добрынин.
© Ухтинский государственный технический университет, 1993, 1999, 2007
© Жингаровский А.Н., Кейн Е.И., Суровцев Е.Л., 1993, 1999, 2007
Isbn 5-88179-192-4
ВВЕДЕНИЕ
Общие сведения о передачах
Передачей принято называть устройство для передачи энергии на расстояние. В курсе деталей машин изучаются лишь механические передачи вращательного движения, которые называют просто передачами. Другие виды механических передач, а также передачи электрические, гидравлические и пневматические изучаются в специальных курсах.
Механическая передача не только передает энергию от двигателя к рабочим органам машины, но и, как правило, преобразует скорости, силы, моменты, а иногда – характер движения.
Введение передачи между двигателем и рабочим органом машины обусловлено следующими главными причинами:
– требуемые скорости движения рабочих органов машины, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателей. Скорости двигателей обычно выше, тихоходные же двигатели с большими моментами громоздки и дороги;
– для большинства технологических и транспортных машин требуется возможность регулирования скорости и периодической работы с большими моментами при малых скоростях. Между тем, регулирование скорости двигателя не всегда возможно и экономично. Примером служит автомобиль, у которого при движении на подъем за счет передачи к ведущим колесам подводится больший момент, скорость же при этом снижается;
– двигатели выполняются для равномерного вращательного движения, а рабочие органы машины должны зачастую совершать движение по другому закону. Так, например, в швейной машине вращательное движение на входе в машину преобразуется передачами внутри машины в возвратно-поступательное движение иглы.
– двигатели не всегда могут быть соединены непосредственно с исполнительными механизмами по соображениям безопасности, удобства обслуживания, из-за габаритов машины и т.п.;
– нередко одним двигателем требуется приводить в движение с различными скоростями несколько механизмов.
По способу передачи движения от ведущего звена к ведомому различают:
– передачи трением с непосредственным касанием (фрикционные) и с гибкой связью (ременные);
– передачи зацеплением с непосредственным контактом (зубчатые и червячные) и с гибкой связью (цепные и зубчато-ременные).
К передачам вращательного движения относят также передачи винт – гайка, которые преобразуют вращательное движение в поступательное.
Основные кинематические и силовые соотношения в передачах
Приводимые ниже соотношения широко используются в теории и при расчетах передач вращательного движения. Большинство из них знакомо вам по предыдущим учебным дисциплинам.
Быстрота вращательного движения измеряется угловой скоростью (рад/с) или частотой вращения n (мин-1). Угловая скорость и частота вращения связаны зависимостью
. (1)
Окружная (её называют еще линейной) скорость (м/с) точки вращающегося тела определяется по формуле
, (2)
где r и d=2r - соответственно радиус и диаметр в метрах окружности, на которой расположена вращающаяся точка.
Силу Ft, вызывающую вращение или оказывающую сопротивление вращению тела и направленную по касательной к траектории точки её приложения, называют окружной силой. Связь между силой Ft (Н), окружной скоростью (м/с) и мощностью Р (Вт), передаваемой вращающимся телом, выражается формулой
. (3)
Окружная сила Ft (Н) и создаваемый ею крутящий момент T (Н∙м) связаны зависимостью
(4)
а крутящий момент T (Н∙м) и передаваемая мощность Р (Вт) – зависимостью
. (5)
Передаточным отношением называется отношение угловых скоростей или частот вращения ведущего и ведомого звеньев передачи:
. (6)
Примечание – Индексы 1 и 2 здесь и далее относятся соответственно к ведущему и ведомому звеньям передачи.
Передаточное отношение – параметр кинематический, который характеризует способность преобразовывать угловую скорость. Применительно к зубчатым, червячным и цепным передачам эта же способность характеризуется еще и геометрическим параметром – передаточным числом
(7)
где z1 – число зубьев меньшего из пары колес, меньшей звездочки или число заходов червяка; z2 – число зубьев большего из пары колес, большей звездочки или червячного колеса.
Если ведущим является звено передачи с z1, то передаточное отношение и передаточное число совпадают, то есть
(8)
Мощность Р2 на ведомом звене передачи или на выходе из неё можно рассматривать как полезную, а мощность Р1 на ведущем звене или на входе в передачу – как затрачиваемую. Исходя из этого, коэффициент полезного действия (КПД) передачи выражается зависимостью
(9)
Моменты на ведущем и ведомом звеньях передачи согласно
формулы (5) соответственно:
и
С учетом этих соотношений и формул (6) и (9) получаем
, откуда
. (10)
Привод на рисунке 1 содержит в общем случае несколько последовательно расположенных передач. Пусть общее число этих передач К, тогда число всех валов равно К + 1 (см. рисунок 1). КПД каждой из передач привода:
Перемножив левые и правые части этих равенств, получим
Но – не что иное, как КПД всего привода.
Следовательно, КПД привода, состоящего из нескольких последовательно расположенных передач, равен произведению КПД каждой из передач, т.е.
. (11)
Передаточные отношения каждой из передач привода:
Перемножив левые и правые части этих равенств, получим
Следовательно, передаточное отношение привода, состоя-щего из нескольких последовательно расположенных передач, равно произведению передаточных отношений каждой из его передач, т.е.
(12)
1 – ременная передача; 2 и 3 – зубчатые передачи; 4 – цепная передача; 5 – электродвигатель; Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 – мощности на валах привода.
Рисунок 1 – Иллюстрация к определению КПД и передаточного отношения привода, состоящего из нескольких последовательно расположенных передач
Цель лабораторных работ
Выполнение лабораторных работ дает сведения по конструкции, сборке и регулировке передач. Эти сведения способствуют более осознанному усвоению теоретической части курса. Они совершенно необходимы при выполнении курсовых проектов, где вы будете конструировать передачи.