Механические передачи вращательного движения

Для приведения в движение рабочих машин механическая энергия им передаётся от машин-двигателей (двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и т. п.).

Как правило, двигатели и исполнительные органы рабочих машин связываются между собой при помощи механизмов, называемых передачами.

Передачи бывают механические, гидравлические, пневматические и электрические.

В лесном хозяйстве и, в частности, в питомниках и тепличных комплексах основное применение нашли механические передачи. Наибольшее распространение в механических передачах нашло вращательное движение.

Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к её потребителям с увеличением крутящего момента за счёт уменьшения частоты вращения, называется силовой передачей или трансмиссией.

Механические передачи классифицируются по следующим признакам:

• 1. По способу передачи движения:
  • -трением — фрикционные, ремённые;
  • -зацеплением — зубчатые, червячные, цепные, винт-гайка.
• 2. По способу соединения звеньев:
  • -с гибкой связью-ремённые, цепные.
  • -с непосредственным контактом — фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка;

Звено передачи, получающее движение от двигателя, называется ведущим.

Звено, которому передаётся движение, называется ведомым.

Между ведущим и ведомым звеньями могут располагаться промежуточные звенья.

На рис. 22, а представлена схема передачи с гибкой связью, а на рис. 22, б — передача с непосредственным контактом.

Рис. 22. Общие схемы механических передач.

На схемах индексом 1 обозначены ведущие звенья и их параметры: угловая скорость о>_ь диаметр D шкива в ремённой передаче или диаметр делительной окружности в цепной передаче, крутящий момент М индексом 2 — ведомые звенья и их параметры, аналогичные параметрам ведущего звена: о>₂, и Мг. Следует отметить, что при гибкой связи направление вращения ведущего и ведомого звена совпадает, а при передаче с непосредственным контактом — изменяется на противоположное. В этом случае для совпадения направления вращения между ведущим и ведомым звеном устанавливается промежуточное звено. Передача крутящего момента от ведущего звена к ведомому во фрикционных передачах осуществляется за счёт силы трения F, между соприкасающимися поверхностями.

Основными параметрами вращательных передач являются передаточное отношение, передаточное число, передаваемая мощность и КПД.

Передаточным отношением называется отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена, т. е.

где о)1 и а>2- угловая скорость соответственно ведущего и ведомого звеньев;

щ и п₂ — частота вращения ведущего и ведомого звеньев.

Передаточное отношение может быть больше, меньше или равно единице.

Передаточным числом называется отношение большей угловой скорости (частоты вращения) к меньшей или большего диаметра звена к меньшему, т. е.

Передаточное число не может быть меньше единицы.

Для унификации передаточные отношения и передаточные числа всех передач обозначаются буквой и и при необходимости с двойным индексом, соответствующим ведущему и ведомому звеньям. Так, передаточное отношение одноступенчатой передачи будет.

Передачи, у которых угловая скорость ведомого звена меньше угловой скорости ведущего, т. е. 0) i > (c)₂, называются понижающими; в противном случае, когда00] <�со₂-повышающими.

Закрытая передача, предназначенная для изменения угловых скоростей и крутящих моментов, называется редуктором.

Механические передачи бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми.

Передаточное отношение ряда последовательно соединённых передач равно произведению передаточных отношений отдельных ступеней.

Так, для двухступенчатого редуктора общее передаточное отношение будет

или в общем виде для многоступенчатой передачи.

Передачи выполняются с постоянным или с переменным передаточным отношением.

Из теоретической механики известно, что при вращательном движении мощность равна

Отношение мощности N₂ на ведомом валу передачи к мощности N на ведущем валу называется коэффициентом полезного действия и записывается в виде:

или в общем виде при передаче от первого до /-того вала.

В многоступенчатых передачах при последовательном соединении ступеней общий КПД находится как произведение КПД каждой ступени в отдельности, т. е.

В случае небольших механических потерь, когда ими можно пренебречь, крутящий момент записывается в виде: