Лекція 13 передачі. Загальні відомості

Передачами в машинах називають пристрої, які служать для передачі або перетворення механічного руху.

У загальному випадку передачі можуть вико­нувати ряд функцій: а) розподіляти енергію між механізмами; б) знижувати або підвищувати швид­кість ланок; в) перетворювати рух (наприклад, обер­товий у поступальний або навпаки); г) регулювати швидкість; д) здійснювати пуск, зупинку і реверсу­вання машини; е) захищати деталі машин від пере­вантаження.

Використання передач зумовлено здебільшого різницею швидкостей виконавчих (робочих) ор­ганів машин і приводних двигунів, інколи не­обхідністю одним двигуном приводити у рух декілька механізмів, змінювати швидкість машини при сталій швидкості вибраного двигуна, передава­ти рух на значну відстань.

Для передачі руху від двигуна до виконавчого механізму використовують різні передаточні ме­ханізми: електричні, механічні, гідравлічні й пнев­матичні. Далі розглядаємо здебільшого механічні передачі.

Класифікація механічних передач:

а) за фізичними умовами передачі руху: передачі тертям (фрикційні, пасові, канатні); передачі заче­пленням однієї ланки з іншою (зубчасті, гвинтові, цівкові, ланцюгові, важільні тощо);

б) за способом з'єднання вхідної та вихідної ланок: пере­дачі з безпосереднім дотиком вхідної та вихідної ланок (фрикційні, зубчасті, гвинтові тощо); передачі з проміжною гнучкою ланкою, яка з'єднує вхідну та вихідну ланки (пасові, канатні, ланцюгові).

При проектуванні машин і приладів вибір виду передач залежить від конкретних умов проектування та вимог до при­воду машини чи приладу.

Основні вимоги до передач: на­дійність і необхідна довговічність; простота конструкції; ком­пактність і невеликі габаритні розміри; малий опір руху, особливо в момент пуску двигуна; порівняно висока точність перетворення руху; можливість одержання найменшого зве­деного до вала двигуна моменту інерції обертових ланок; безшумність дії і висока вібростійкість, а також простота керування.

Виходячи з конкретних вимог до приводу машини, нерідко виявляється доцільним, використовуючи позитивні властивості різних передач, створювати передачі комбінованого типу (гідромеханічні, електропневматичні, електрогід­равлічні тощо). Особливістю гідравлічних і пневматичних пе­редач є їхня здатність розвивати великі зусилля при відносно малих значеннях питомого тиску рідини або повітря. Недолік цих видів передач — відносно мала швидкість рідини або повітря у трубопроводах.

Основні характеристики передач

Основними характеристиками передач є передаточне відношен­ня, міжосьова відстань та ін.

Передаточним відношенням називають відношення кутових швидкостей двох ланок (як правило, вхідної й вихідної):

(13.1)

де , — кутова швидкість ланки відповідно k (наприклад, вхідної) і l (наприклад, вихідної).

Знак "+" передаточного відношення приймають при одна­кових напрямках обертання ланок k і l (рис. 13.1,а), а знак "–" — при різних їх напрямках обертання (рис. 13.1,б). Індекс kl пере­даточного відношення показує напрямок, в якому воно визна­чається. Зрозуміло, що справедлива і обернена залежність

(13.2)

Передаточне відношення можна виразити через діаметри фрикційних котків, зубчастих коліс, шківів, число зубців.

Так, для фрикційних передач (див. рис. 13.1), якщо не враху­вати ковзання котків, можна вважати, що колові швидкості обох ланок рівні між собою (v₁ = v₂), де v₁= ₁d₁/2; v₂= ₂d₂/2. Тоді ₁d₁/2 = ₂d₂/2, або якщо врахувати, що  = n/30, то d₁n₁/30 = pd₂n₂/30. Звідси:

(13.3)

де n₁,n₂ — частота обертання вхідного і вихідного котків, об/хв; d₁ i d₁ — їх діаметри.

Якщо позначити потужність на вхідному валу через P₁, а на вихідному валу через Р₂ то ККД передачі визначають співвід­ношенням:

= P₂/ Р₁. (13.4)

Тоді, знаючи потужність на вході (наприклад, потужність двигуна) і ККД передачі, можна визначити потужність на ви­ході:

P₂ = Р₁ (13.5)

Рис. 13.1

Відомо, що потужність Р = М, де М — обертовий момент;  – кутова швидкість.

Тоді можна записати М₂₂ = М₁₁, звідки обертовий момент на вихідному валу:

(13.6)

Значення ККД окремих передач наведено в довідниках. Важливою характеристикою передач є міжосьова відстань

Для передачі, зображеної на рис. 13.1,а, можна записати:

(13.7)

на рис. 13.1,б —

(13.8)

де r₁, r₂ — радіуси котків (r = (d/2).