Виды передач движения

ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Фрикционная передача состоит из двух соприкасающихся между собой колес (катков, роликов, дисков); вращение одного из колес преобразуется во вращение другого за счет сил трения, возникающих в месте контакта колес. Необходимая сила трения между колесами фрикционной передачи достигается прижатием одного из них к другому.

Фрикционная передача между параллельными валами —цилиндрическая передача (рис. 8.1,а). Фрикционная передача между валами с пересекающимися осевыми линиями — коническая передача (рис. 8.1,6). Угол между валами конической передача может быть любым, но в большинстве случаев он равен 90°. Для правильной работы колес конической передачи оба конуса должны иметь общую вершину.
Цилиндрическая и коническая фрикционные передачи характеризуются условно постоянным передаточным отношением.
Рис.8.1

Если одно из колес (или оба колеса) фрикционной передачи имеет переменный диаметр вращения, то такая передача, называемая вариатором, характеризуется переменным передаточным отношением.
Фрикционные вариаторы по конструкции весьма разнообразны: лобовые (рис 8.2, а), конусные (рис. 8.2,6), шаровые (рис. 8.2, в, г. д), многодисковые (рис. 8.2, е),
Фрикционные вариаторы без промежуточного звена (рис. 8.2, а, б, в, е)

Торовые (рис. 8.2, ж, з) и клиноременные(рис. 8.2, и) работают с промежуточным звеном, также как и шаровые (рис. 8.2,г, д.).
Рис.8.2

Кинематический и силовой расчеты
Зависимость между скоростями υ1 ведомого и υ2 ведущего колеса определяется формулой:
где ζ— коэффициент, учитывающий упругое скольжение колес при деформации в тангенциальном направлении, изменяющийся от 0,995 для передач, работающих всухую, до 0,95 для вариаторов, работающих в масле при значительных передаточных отношениях.
Передаточное отношение i фрикционной передачи с условно постоянным передаточным отношением

Конструкции, материалы и расчет
фрикционных колес

Контактные напряжения сжатия σн для фрикционных колес из стали определяют по формуле Герца:

Т - передаваемый телом вращения крутящий момент

РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
По форме поперечного сечения различают плоские (б), клиновые (в), поликлиновые (г) и круглые (д) приводные ремни. Плоские ремни в поперечном сечении имеют форму шириной, значительно превосходящей толщину.

Материалы и конструкция ремней
Полиамидные ремни ткут из полиамидных нитей, либо получают в виде плёночной многослойной ленты. Применяются также полиамидные ремни, армированные тонкими металлическими тросиками.

и вулкалана, которые армируют стальными проволочными тросами (б), воспринимающими нагрузку на ремень.
Зубчатые ремни сочетают преимущества плоских ремней и зубчатых зацеплений. Их изготавливают из маслостойких искусственных материалов, из резины на основе хлоропреновых каучуков,

Расчет ременных передач производят по расчетной окружной силе
Начальная сила натяжения ремня
Силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей ремня в нагруженной передаче:
(1.1 ÷ 2)
коэффициент динамической нагрузки kд

1. Предварительное напряжение , определяемое в зависимости от силы начального натяжения: σ0=F0/A, где А — площадь поперечного сечения ремня.
Для стандартных ремней рекомендуется принимать: σ0= 1,76 МПа — для плоских ремней; σ0= 1,18 - 1,47 МПа — для клиновых.
2. В динамическом режиме напряжения перераспределяются , для формирования окружной силы . Удельная окружная сила Кп.
Это напряжение зависит от передаваемой ремнем окружной силы Ft.
Kn=Ft/A
Полезное напряжений можно определить и как разность
где σ1 и σ2 — напряжения в ведущей и ведомой ветвях.
Должно соблюдаться

3. Напряжение изгиба σи, возникающее в сечениях ремня при огибании шкивов (см. рис.) и изменяющееся по пульсирующему циклу. В плос­ком ремне нейтральный слой проходит посередине толщины ремня. На­ружные слои ремня при огибании шкива растягиваются, а внутренние — сжимаются.
где Е — модуль продольной упругости материала ремня;
δ— толщина рем­ня; D1 — диаметр огибаемого шкива. В расчетах для плоскоременных передач ограничиваются минималь­но допустимым значением _ (в справочнике). На тяговую способность передачи напряжение изгиба не влияет, но яв­ляется основной причиной усталостного разрушения ремня.
4.Напряжение от центробежных сил. Зависит от силы Fσ
σσ=Fσ/A
υ - скорость ремня, А –ширина, ρ- плотность материала
6. Коэффициент упругого скольжения:
где υ1 и υ 2- окружные скорости ведущего и ведомого шкивов.
При нормальном режиме работы ременной передачи значение = 0,01 ÷ 0,02.

Цепная передача состоит из расположенных на некотором расстоянии друг от друга двух колес, называемых звёздочками в охватывающей их цепи. Вращение ведущей звездочки преобразуется во вращение ведомой благодаря сцеплению цепи с зубьями звездочек. Иногда применяют цепные передачи с несколькими ведомыми звездочками.
Цепная передача

Цепные передачи, работающие при больших нагрузках и скоростях, помещают в специальные кожухи, называемые картерами, что обеспечивает постоянную обильную смазку цепи, безопасность и защиту передачи от загрязнения и уменьшение шума, возникающего при ее работе.

Достоинства цепных передач по сравнению с ременными — отсутствие проскальзывания, компактность, меньшие нагрузки на валы и подшипники (нет необходимости в большом начальном натяжении цепи), К. п. д. цепной передачи довольно высокий, достигающий значения η = 0,98.
Цепные передачи применяют при больших межосевых расстояниях, когда зубчатые передачи невозможно использовать из-за громоздкости, а ременные передачи — в связи с требованиями компактности или постоянства передаточного отношения.
Основные геометрические характеристики цепи — шаг, т. е. расстояние между осями двух ближайших шарниров цепи, и ширина, а основная силовая характеристика —разрушающая нагрузка цепи, устанавливаемая опытным путем.
Цепи в цепных передачах называют приводными. Приводные цепи по конструкции различают: втулочные, роликовые, зубчатые и фасоннозвенные.

Втулочная однорядная цепь состоит из внутренних пластин 1, напрессованных на втулки 2, свободно вращающиеся на валиках З, на которых напрессованы наружные пластины 4. В зависимости от передаваемой мощности приводные втулочные цепи изготовляют однорядными (ПВ) и двухрядными (2ПВ). Эти цепи простые по конструкции, имеют небольшую массу и наиболее дешевые, но менее износоустойчивы, поэтому применение их ограничивают небольшими скоростями, обычно до 10 м/с.

Приводные роликовые цепи различают однорядные нормальные (ПР), однорядные длиннозвенные облегченные (ПРД), однорядные усиленные (ПРУ), двух (2ПР)-, трех (3ПР) и четлырехрядные (4ПР) и с изогнутыми пластинками (ПРИ).
Роликовая однорядная цепь отличается от втулочной тем, что на ее втулках устанавливают свободно вращающиеся ролики (5). Ролики заменяют трение скольжения между втулками и зубьями звездочек во втулочной цепи трением качения. Поэтому износостойкость роликовых целей по сравнению со втулочными значительно выше и соответственно их применяют при окружных скоростях передач до 20 м/с.
5

Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку пропорционально числу рядов, поэтому их применяют при передаче больших мощностей.

Роликовые цепи с изогнутыми пластинами повышенной податливости применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.).

Цепи зубчатые

фасоннозвенные цепи различают двух типов: крючковые (а) и штыревые (6). Крючковая цепь состоит ю звеньев одинаковой формы, отлитых из ковкого чугуна или штампованных из полосовой стали ЗОГ без дополнительных деталей. Сборку и разборку этой цепи осуществляют путем взаимного наклона звеньев на угол 60°. В штыревой цепи литые звенья 1 из ковкого чугуна соединяются зашплинтованными стальными штырями 2. Фасоннозвенные цели применяют при передаче небольших мощностей, при малых скоростях, обычно в условиях несовершенной смазки и защити.

Гигиеничная цепь

Различные варианты цепей

Смазка приводных цепей предупреждает их от быстрого износа. Для ответственных силовых цепных передач применяют непрерывную картерную смазку, осуществляемую при скорости до 8 м/с с окунанием цепи в масляную ванну на глубину не свыше ширины пластины и при большей скорости —. принудительной циркулярной подачей смазки от насоса. При отсутствии герметического картера и скорости цепи до 8 м/с применяют консистентную внутришарнирную смазку, осуществляемую периодически через 120... 180 ч погружением цепи в нагретую до разжижения смазку. Иногда вместо консистентной смазки пользуются капельной смазкой.
При работе передачи с перерывами с окружной скоростью до 4 м/с пользуются также периодической смазкой цепи, осуществляемой ручной масленкой через 6...8 ч.

Конструкции звездочек цепных передач аналогичны зубчатым колесам. В зависимости от размеров, материала и назначения их выполняют целыми или составными.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ.
Частоты вращения звездочек и скорость цепи ограничивают:
- сила удара в зацеплении
- износ шарниров
-шум передачи
Скорость цепи обычно составляет до 15 м/c, но при эффектном смазывании может достигать до 35 м/c.
средняя скорость цепи: υ = z1∙n1∙ t / 60000
z1 – число зубьев малой звездочки
n1 – часта ее вращения
t – шаг цепи

Передаточное число цепной передачи определяется из условий неизменности средней скорости цепи υ на каждой звездочке:
υ = z1n1t = z2n2t → U = n1 /n2 = z2 /z1
z2 – число зубьев большой звездочки
n2 – частота ее вращения
Передаточное число ограничивают обычно U≤7 – ограничивают габариты передачи, диаметр большой звездочки, угол обхвата цепью малой звездочки
Числа зубьев звездочек ограничивают: износом шарниров, динамическими нагрузками, шумом передачи
Чем меньше число зубьев, тем больше износ шарниров.
Число зубьев малой звездочки принимают z1 = 29 -2U , при низких частотах вращения допускается z1min=13
Число зубьев большой звездочки z2 = z1U
ограничивают: z2max = 120