Основные кинематические и силовые соотношения в передачах
Особенности каждой передачи и ее применение определяют следующие основные характеристики:
1) мощностьна ведущем P1, и ведомом Рг валах или вращающие моментыT1 и Т2 на тех же валах (рис. 9.1, а и б);
 |
Рис. 9.1. Схема сил для определения направления
вращающих моментов в передаче:
а — колеса в рабочем положении; б — колеса условно раздвинуты
2) частота вращения(угловые скорости) ведущего я, (ω1) и ведомого пг (ω2) валов.
Эти основные характеристики необходимы для выполнения проектировочного расчета любой передачи.
Дополнительными характеристиками являются:
а) механический КПДпередачи
 |
Для многоступенчатого привода, состоящего из нескольких отдельных последовательно соединенных передач, общий КПД
(9.2)
где η1, η2,..., ηn— КПД отдельной передачи (зубчатой, червячной, ременной и др.) или кинематической пары (подшипников, муфты).
КПД характеризует качество передачи. 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.
С уменьшением полезной нагрузки КПД значительно снижается, так как возрастает относительное влияние постоянных потерь (близких к потерям холостого хода), не зависящих от нагрузки;
 |
б) окружная скоростьведущего или ведомого звена, м/с,
(9.3) ',
 |
где ω —угловая скорость, с-1; n —частота вращения, мин1; d — диаметр, мм (колеса, шкива и др.). Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны: v, = v2;
в) окружная силаН, (рис. 9.1, б),
(9.4)
где Р~ мощность, кВт; υ —м/с; Т~ Нм; d—ым;
г) вращающий моментН-м, (рис. 9.1)
 |
(9.5) I
где P—кВт; Ft— Н;d— мм.
Вращающий момент T1 ведущего вала является моментом движущих сил, его направление совпадает с направлением вращения вала. Момент Т2 ведомого вала — момент сил сопротивления, поэтому его направление противоположно направлению вращения вала;
 |
д) передаточное числои. При v, = v2 с учетом формулы (9.3) имеем
(9.6) I
Отношение угловых скоростей ведущего ω1, и ведомого ω2 звеньев называют также передаточным отношением и обозначают /.
В передаче, понижающей частоту вращения п (угловую скорость со), u>1; при и<1частота вращения (угловая скорость) повышается. Понижение частоты вращения называют редуцированием, а закрытые передачи, понижающие частоты вращения,—редукторами. Устройства, повышающие частоты вращения, называют ускорителями или мультипликаторами.
 |
Рис. 9.2. Схема привода ленточного конвейера:
1 — электродвигатель; 2—ременная передача;
3 — редуктор цилиндрический одноступенчатый;
4—цепная передача; 5 —лента конвейера;
6— барабан конвейера
Нагруженность деталей зависит от места установки передачи в силовой цепи и распределения общего передаточного числа между отдельными передачами. По мере удаления от двигателя по силовому потоку в понижающих передачах нагруженность деталей возрастает. Следовательно, в области малых частот вращения п (и соответственно больших вращающих моментов Т) целесообразно применять передачи с высокой нагрузочной способностью (например, зубчатые, цепные).
Так, в приводе на рис. 9.2, состоящем из ременной, зубчатой и цепной передач, вариант размещения «двигатель — ременная — зубчатая—цепная передача — исполнительный орган» предпочтительнее других вариантов.
Окончательное решение вопроса о распределении общего передаточного числа и между ступенями привода принимают на основе анализа результатов технико-экономических расчетов для нескольких вариантов.
Контрольные вопросы
1. Почему вращательное движение наиболее распространено в механизмах и машинах?
2. Чем вызвана необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и рабочими органами машины?
3. Какие функции могут выполнять механические передачи?
4. Что такое передаточное число?
5. Как определяют передаточное число и КПД многоступенчатого привода?
6. Как изменяются от ведущего к ведомому валу такие характеристики передачи, как мощность, вращающий момент, частота вращения?
Глава 10