Какая из перечисленных механических передач осуществляет передачу мощности за счет сил трения

Обновлено: 17.05.2024

Механическая энергия, используемая для приведения в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами : обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение; позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.

Передачей будем называть устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения.

Передача (в механике) соединяет вал источника энергии - двигателя и валы потребителей энергии - рабочих органов машины, таких, например, как ведущие колёса гусеничного движителя или автомобиля.

Механические передачи известны со времен зарождения техники, прошли вместе с ней длительный путь развития и совершенствования и имеют сейчас очень широкое распространение. Грамотная эксплуатация механических передач требует знания основ и особенностей их проектирования и методов расчетов.

При проектировании к механическим передачам предъявляются следующие требования:

- высокие нагрузочные способности при ограниченных габаритных размерах, весе, стоимости;

- постоянство передаточного отношения или закона его изменения;

- обеспечение определенного взаимного расположения осей ведущего и ведомого валов, в частности, межосевого расстояния a _w ;

- малые потери при передаче мощности (высокий кпд) и, как следствие, ограниченный нагрев и износ;

- плавная и бесшумная работа;

- прочность, долговечность, надёжность.

Передачи имеют широкое распространение в машиностроении по следующим причинам:

1) энергию целесообразно передавать при больших частотах вращения;

2) требуемые скорости движения рабочих органов машин, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателя; обычно ниже, а создание тихоходных двигателей вызывает увеличение габаритов и стоимости;

3) скорость исполнительного органа в процессе работы машины-орудия необходимо изменять (например, у автомобиля, грузоподъемного крана, токарного станка), а скорость машины-двигателя чаще посто­янна (например, у электродвигателей);

4) нередко от одного двигателя необходимо приводить в движение не­сколько механизмов с различными скоростями;

5) в отдельные периоды работы исполнительному органу машины тре­буется передать вращающие моменты, превышающие моменты на валу машины-двигателя, а это возможно выполнить за счет уменьше­ния угловой скорости вала машины-орудия;

6) двигатели обычно выполняют для равномерного вращательного движения, а в машинах часто оказывается необходимым поступательное движение с определенным законом;

7) двигатели не всегда могут быть непосредственно соединены с исполнительными механизмами из-за габаритов машины, условий техники безопасности и удобства обслуживания;

8) распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

Как правило, угловые скорости валов большинства используемых в настоящее время в технике двигателей (поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных, электрических, гидравлических и пневматических двигателей) значительно превышают угловые скорости валов исполнительных или рабочих органов машин, порой на 2-3 порядка. Поэтому доставка (передача) энергии двигателя с помощью передачи любого типа, в том числе и механической, происходит, как правило, совместно с одновременным преобразованием моментов и угловых скоростей (в сторону повышения первых и понижения последних).

При этом необходимо отметить, что конструктивное обеспечение функции транспортного характера – чисто передачи энергии иной раз вступает в логическое противоречие с направлением задачи конечного преобразования силовых и скоростных параметров этой энергии. Например, в трансмиссиях многих транспортных машин (особенно высокой проходимости) входной редуктор сначала повышает частоту вращения, понижение ее до требуемых пределов производят бортовые или колесные редукторы.

Этот прием позволяет снизить габаритно-весовые показатели промежуточных элементов трансмиссии (коробок перемены передач, карданных валов) – размеры валов и шестерен пропорциональны величине передаваемого крутящего момента в степени 1/3.

Аналогичный принцип используется при передаче электроэнергии – повышение напряжения перед ЛЭП позволяет значительно снизить тепловые потери, определяемые в основном силой тока в проводах, а заодно уменьшить сечение этих проводов.

Иногда передача механической энергии двигателя сопровождается также преобразованием вида движения (например, поступательного движения во вращательное или наоборот) или законов движения (например, равномерного движения в неравномерное).

Широко известными образцами таких передач являются кривошипно-шатунный механизм и кулачковый привод механизма газораспределения.

Классификация механических передач

Механические передачи, применяемые в машиностроении, класси­фицируют (рис.1 и 2):

по энергетической характеристике механические передачи делятся на:

- кинематические (передаваемая мощность Р

- силовые (передаваемая мощность Р ≥0,1 кВт).

по принципу передачи движения:

- передачи трением (примеры: фрикционная — рис.1, а и ременная — рис.2, а) - действующие за счет сил трения, создаваемых между элементами передач;

Фрикционные передачи подразделяют на:

- фрикционные передачи с жесткими звеньями (с различного рода катками, дисками);

- фрикционные передачи с гибким звеном (ременные, канатные).

- зацеплением (примеры: зубчатые — рис.1, б, червячные — рис.1, в; цеп­ные — рис.2, б; передачи винт-гайка — рис.1, г, д) - работающие в результате возникновения давления между зубьями, кулачками или другими специальными выступами на деталях.

Передачи зацеплением делятся на:

- передачи зацеплением с непосредственным контактом жестких звеньев (цилиндрические, конические, червячные);

- волновые передачи зацеплением;

- передачи зацеплением с гибким звеном (зубчато-ременные, цепные).

Как фрикционные, так и зубчатые передачи могут быть выполнены с непосредственным контактом ведущего и ведомого звеньев или посредством гибкой связи – ремня, цепи.

Механическая передача – механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов. [1]

Типы механических передач:

• зубчатые (цилиндрические, конические);
• винтовые (винтовые, червячные, гипоидные);
• с гибкими элементами (ременные, цепные);
• фрикционные (за счёт трения, применяются при плохих условиях работы).

В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов передачи разделяют на:

• редукторы (понижающие передачи) – от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения и увеличивают крутящий момент;
• мультипликаторы (повышающие передачи) – от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения и уменьшают крутящий момент.

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. [2]

Зубчатые передачи предназначены для:

• передачи вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или скрещивающиеся оси;
• преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот (передача “рейка-шестерня”).

Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом.

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

• с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениями);
• с пересекающимися осями (конические);
• с перекрестными осями (рейка-шестерня).

Рисунок 1 – Основные виды цилиндрических зубчатых передач

Конические зубчатые передачи (рисунок 2) применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 90°. Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические. Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической. Для повышения нагрузочной способности конических колёс применяют колёса с непрямыми (тангенциальными, круговыми) зубьями.

Рисунок 2 – Конические зубчатые передачи

Достоинства зубчатых передач:

• компактность;
• возможность передавать большие мощности;
• большие скорости вращения;
• постоянство передаточного отношения;
• высокий КПД.

Недостатки зубчатых передач:

• сложность передачи движения на значительные расстояния;
• жёсткость передачи;
• шум во время работы;
• необходимость в смазке.

Червячные передачи (рисунок 3) применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 90°. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары.

Рисунок 3 – Червячная передача

В отличие от большинства разновидностей зубчатых в червячной передаче окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают. Они направлены под углом и отличаются по значению. При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной низкого КПД, повышенного износа и заедания. Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса – бронза (реже – латунь, чугун).

Достоинства червячных передач:

• большие передаточные отношения;
• плавность и бесшумность работы;
• высокая кинематическая точность;
• самоторможение.

Недостатки червячных передач:

• низкий КПД;
• высокий износ, заедание;
• использование дорогих материалов;
• высокие требования к точности сборки.

Для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами применяют механизмы, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передаётся с помощью гибких звеньев. В качестве гибких звеньев применяются: ремни, шнуры, канаты разных профилей, провода, стальную ленту, цепи различных конструкций.

Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Для сохранности постоянства натяжения гибких звеньев в механизмах применяются натяжные устройства: ролики, пружины, противовесы и т.п.

Различают следующие разновидности передач с гибкими звеньями:

• по способу соединения гибкого звена с остальными:
  • фрикционные;
  • с непосредственным соединением;
  • с зацеплением;
  • открытые;
  • перекрёстные;
  • полуперекрёстные;

  Ременная передача (рисунок 4) состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы. Нагрузки передается за счёт сил трения, возникающих между шкивами и ремнём вследствие натяжения последнего.

  В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

  • плоскоременную;
  • клиноременную (получили наиболее широкое применение);
  • круглоременную.

  
  

  Рисунок 4 – Ременная передача

  Наибольшие преимущества наблюдаются в передачах с зубчатыми (поликлиновыми) ремнями.

  Достоинства ременных передач:

  • возможность передачи движения на значительные расстояния;
  • плавность и бесшумность работы;
  • защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;
  • защита механизмов от перегрузки за счёт возможного проскальзывания ремня;
  • простота конструкции и эксплуатации (не требует смазки).

  Недостатки ременных передач:

  • повышенные габариты (при равных условиях диаметры шкивов в 5 раз больше диаметров зубчатых колёс);
  • непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня;
  • повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач);
  • низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).

  Цепная передача (рисунок 5) основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

  • ведущей звёздочки;
  • ведомой звёздочки;
  • цепи, которая охватывает звёздочки и зацепляется за них зубьями;
  • натяжных устройств;
  • смазывающих устройств;
  • ограждения.

  
  

  Рисунок 5 – Цепные передачи: а) с роликовой цепью; б) с зубчатой пластинчатой цепью

  Область применения цепных передач:

  • при значительных межосевых расстояниях;
  • при передаче от одного ведущего вала нескольким ведомым;
  • когда зубчатые передачи неприменимы, а ременные недостаточно надёжны.

  По типу применяемых цепей бывают:

  • роликовые;
  • втулочные (лёгкие, но большой износ);
  • роликовтулочные (тяжёлые, но низкий износ);
  • зубчатые пластинчатые (обеспечивают плавность работы).

  Достоинства цепных передач (по сравнению с ременной передачей):

  • большая нагрузочная способность;
  • отсутствие скольжения и буксования, что обеспечивает постоянство передаточного отношения и возможность работы при кратковременных перегрузках;
  • принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи;
  • могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях.

  Недостатки цепных передач связаны с тем, что звенья располагаются на звёздочке не по окружности, а по многоугольнику, что влечёт:

  • износ шарниров цепи;
  • шум и дополнительные динамические нагрузки;
  • необходимость обеспечения смазки.

  Фрикционная передача – кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии (рисунок 6). [3]

  Рисунок 6 – Фрикционные передачи

  Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.

  Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

  
  

  Министерство образования Московской области

  Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

  СОГЛАСОВАНО

  от "___" __________ 20___г.

  Заведующий Истринским филиалом ГБПОУ МО

  _________ И.Ю. Ахмеров

  Комплект контрольных заданий

  для оценки уровня усвоения знаний и умений,

  сформированности общих и профессиональных компетенций у студентов

  ГБПОУ МО "Красногорский колледж"

  по дисциплине УД.04 Техническая механика.

  к выполнению административного контроля

  по оценке уровня усвоения знаний и умений, сформированности

  общих и профессиональных компетенций студентов

  Проверяемые темы: Механические передачи

  2. Форма проведения: контрольная работа, тестирование.

  4. Цель проведения контроля: административный контроль знаний.

  5. Перечень проверяемых компетенций:

  ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

  ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем.

  ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.

  ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.

  6. Время выполнения работы -45 минут
  
  

  5. Краткий перечень заданий (вопросов теста, практических заданий) для оценки знаний, умений, компетенций:

  Материалы для контроля.

  ( знания, умения, ОК., ПК)

  Знать - виды машин и механизмов, принцип действия, кинематические и динамические характеристики;

  - типы кинематических пар;

  - характер соединения деталей и сборочных единиц;

  - основные сборочные единицы и детали;

  - типы соединения деталей машин;

  - виды движений и преобразующие движения механизмы;

  Уметь : - читать кинематические схемы;

  - проводить сборочно-разборочные работы в соответствии с характером соединения деталей и сборочных единиц;

  - производить расчет прочности несложных деталей и узлов;

  - подсчитать передаточное число.

  Вариант 1.

  1.Сформулируйте определение передача это__________________________

  __________________________________________________________________

  2.Сформулируйте определение: передаточное отношение это -__________________________________________________________________

  3. Для преобразования вращательного движения в поступательное применяется

  1) червячная передача

  2) реечная передача

  3) ременная передача

  4.Для передачи вращения между удаленными друг от друга валами применяется

  2) ременная передача

  3) Червячная передача

  5.Какая из перечисленных передач не относится к ременным передачам

  6.Различают следующие виды плоскоременных передач:
  1) угловая;
  2) перекрестная;
  3) полуперекрестная;
  4)открытая
  Какую из них применяют для соединения параллельных валов одинакового направления вращения?
  7.Подпишите (буквами) названия ремней:

  
  

  1) клиноременные
  2) круглоременные
  3)плоскоременные
  4) поликлиноременные
  

  8.Назовите расположение валов в пространстве:
  1) передачи с параллельными валами: открытые

  2)передачи с параллельными валами: перекрёстные

  3)передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные
  4) передачи с пересекающимися осями валов – угловые
  
  

  
  

  9. Какой параметр не относится к достоинствам ременных передач:

  1. Простота конструкции и малая стоимость.
  2. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м).
  3. Плавность и бесшумность работы.
  4. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

  10. К какому виду механических передач относятся цепные передачи?

  1. Зацеплением с непосредственным касанием рабочих тел.

  2.Трением с промежуточной гибкой связью.

  3. Зацеплением с промежуточной гибкой связью.

  4. Трением с непосредственным касанием рабочих тел.

  12. При каком взаимном расположении валов возможно применение цепной передачи?

  1. Скрещиваются под любым углом.

  2. Оси валов параллельны.

  3. Пересекаются под некоторым углом.

  4. Пересекаются под прямым углом.

  14.Какие передачи являются повышающими?

  15.Обозначте цифрами названия зубчатых передач при разном расположении осей, на которых расположены зубчатые колеса

  
  

  2.цилиндрическая передача с внутренним зацеплением –

  3.цилиндрическая прямозубая передача –

  4.цилиндрическая косозубая передача –

  5. шевронная передача –

  8.коническая прямозубая передача –

  9.коническая передача со спиралевидными зубьями

  10.коническая косозубая передача

  Вариант 2

  1Передачи классифицируют:_______________________________________

  _________________________________________________________________

  2.По какой формуле определяют передаточное отношение___________

  3. Для преобразования вращательного движения в поступательное применяется

  2) реечная передача

  4.Для передачи вращения между удаленными друг от друга валами применяется

  1) ременная передача

  2) Червячная передача

  5.Какая из перечисленных передач не относится к ременным передачам ?

  6.Различают следующие виды плоскоременных передач:
  1) перекрестная
  2) открытая
  3) полуперекрестная
  4) угловая.
  Какую из них применяют для соединения параллельных валов одинакового направления вращения?
  7.Подпишите (буквами) названия ремней:

  
  

  1)клиноременные
  3) плоскоременные
  3) круглоременные
  4) поликлиноременные
  

  8.Назовите расположение валов в пространстве:
  1)передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные
  2) передачи с пересекающимися осями валов – угловые
  3) передачи с параллельными валами: открытые

  4)передачи с параллельными валами: перекрёстные

  
  

  9. Какой параметр не относится к достоинствам ременных передач:

  1. Простота конструкции и малая стоимость.

  2.Точность
  3. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м).
  4. Плавность и бесшумность работы.
  5. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

  10. К какому виду механических передач относятся цепные передачи?

  1. Зацеплением с промежуточной гибкой связью.

  2.Трением с промежуточной гибкой связью.

  3. Трением с непосредственным касанием рабочих тел.

  4. Зацеплением с непосредственным касанием рабочих тел.

  12. При каком взаимном расположении валов возможно применение цепной передачи?

  1. Пересекаются под некоторым углом.

  2. Скрещиваются под любым углом.

  3. Пересекаются под прямым углом.

  4. Оси валов параллельны.

  14.Какие передачи являются повышающими?

  15.Обозначте цифрами названия зубчатых передач при разном расположении осей, на которых расположены зубчатые колеса

  
  

  1. коническая передача со спиралевидными зубьями

  2. цилиндрическая прямозубая передача

  3. реечная передача –

  4.цилиндрическая косозубая передача –

  5.цилиндрическая передача с внутренним зацеплением –

  7.коническая прямозубая передача –

  8. шевронная передача

  1.В чем основное назначение механической передачи?__________________

  2.По какой формуле определяют передаточное отношение___________

  3. Для преобразования вращательного движения в поступательное применяется

  1) реечная передача

  2) фрикционная передача

  4.Для передачи вращения между удаленными друг от друга валами применяется

  2) ременная передача

  3) зубчатая передача

  5.Какая из перечисленных передач не относится к ременным передачам

  6.Различают следующие виды плоскоременных передач:
  1) полуперекрестная
  2) перекрестная;
  3) открытая
  4) угловая.
  Какую из них применяют для соединения параллельных валов одинакового направления вращения?
  

  7.Подпишите (буквами) названия ремней:

  1) поликлиноременные
  2) клиноременные
  3) круглоременные
  4) плоскоременные

  
  

  8.Назовите расположение валов в пространстве:
  1) передачи с параллельными валами: открытые

  2) передачи с пересекающимися осями валов – угловые
  3)передачи с параллельными валами: перекрёстные

  4)передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные
  
  

  
  

  9. Какой параметр не относится к достоинствам ременных передач:

  1. Простота конструкции и малая стоимость.
  2. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м).

  3.Точность
  4. Плавность и бесшумность работы.
  5. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

  10. К какому виду механических передач относятся цепные передачи?

  1. Трением с промежуточной гибкой связью.

  2. Трением с непосредственным касанием рабочих тел.

  3 Зацеплением с непосредственным касанием рабочих тел.

  4.Зацеплением с промежуточной гибкой связью.

  12. При каком взаимном расположении валов возможно применение цепной передачи?

  1. Пересекаются под некоторым углом.

  2. Скрещиваются под любым углом.

  3. Пересекаются под прямым углом.

  4. Оси валов параллельны.

  14.Какие передачи являются повышающими?

  15.Обозначте цифрами названия зубчатых передач при разном расположении осей, на которых расположены зубчатые колеса

  
  

  3.цилиндрическая прямозубая передача –

  4.коническая передача со спиралевидными зубьями

  7.цилиндрическая косозубая передача –

  8.цилиндрическая передача с внутренним зацеплением –

  1.Перечислите механические передачи: _____________________________

  __________________________________________________________________

  2.Сформулируйте определение: передаточное отношение это -__________________________________________________________________

  3. Для преобразования вращательного движения в поступательное применяется

  1) ременная передача

  3) реечная передача

  4.Для передачи вращения между удаленными друг от друга валами

  применяется

  2) ременная передача

  3) Червячная передача

  5.Какая из перечисленных передач не относится к ременным передачам

  6.Различают следующие виды плоскоременных передач:
  1) открытая;
  2) перекрестная;
  3) полуперекрестная;
  4) угловая.
  Какую из них применяют для соединения параллельных валов одинакового направления вращения?
  

  7.Подпишите (буквами) названия ремней:

  
  

  1) плоскоременные
  2) клиноременные
  3) поликлиноременные
  4) клиноременные
  

  8.Назовите расположение валов в пространстве:
  1)передачи с пересекающимися осями валов – угловые
  2) передачи с параллельными валами: открытые

  3)передачи с параллельными валами: перекрёстные

  4)передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные
  
  

  
  

  9.Какой параметр не относится к достоинствам ременных передач:

  2.Простота конструкции и малая стоимость.
  3. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м).
  4. Плавность и бесшумность работы.
  5. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

  10. К какому виду механических передач относятся цепные передачи?

  1. Трением с промежуточной гибкой связью.

  2. Зацеплением с промежуточной гибкой связью.

  3. Трением с непосредственным касанием рабочих тел.

  4. Зацеплением с непосредственным касанием рабочих тел

  12. При каком взаимном расположении валов возможно применение цепной передачи?

  1. Оси валов параллельны.

  2. Пересекаются под некоторым углом.

  3. Пересекаются под прямым углом.

  4. Скрещиваются под любым углом.

  14.Какие передачи являются повышающими?

  15.Обозначте цифрами названия зубчатых передач при разном расположении осей, на которых расположены зубчатые колеса

  
  

  3.цилиндрическая прямозубая передача –

  4.цилиндрическая косозубая передача –

  5.цилиндрическая передача с внутренним зацеплением –

  7.коническая прямозубая передача –

  8.коническая передача со спиралевидными зубьями

  Ключ к ответам

  Ответы: вариант 1

  1.цилиндрическая прямозубая передача –

  2.цилиндрическая косозубая передача –

  5.цилиндрическая передача с внутренним зацеплением –

  7.коническая прямозубая передача –

  8.коническая косозубая передача –

  9.коническая передача со спиралевидными зубьями

  Ответы: вариант 2

  1.цилиндрическая прямозубая передача –

  2.цилиндрическая косозубая передача –

  5.цилиндрическая передача с внутренним зацеплением –

  7.коническая прямозубая передача –

  8.коническая косозубая передача –

  9.коническая передача со спиралевидными зубьями

  Ответы: вариант 3

  Передача механической энергии от двигателя к исполнительным органам машины

  2. Принцип противодействия - когда.
  а) материальная точка находится в равновесии, если она находится в состояние покоя или равномерного прямолинейного движения
  б) ускорение, получаемое телом под воздействием некоторой силы, прямо пропорционально величине этой силы и направлено вдоль линии её действия
  в) ускорение, получаемое телом под воздействием нескольких сил, будет таким же, как ускорение, получаемое телом под действием одной силы, равной геометрической сумме этих сил
  г) силы, с которыми два тела воздействуют друг на друга, равны по величине, противоположным по направлению и лежат на одной прямой

  3. Какой вид деформации возникает в проволоке цилиндрических пружин?
  а) растяжение и сжатие
  б) растяжение и изгиб
  в) сжатие и кручение
  г) кручение и изгиб

  4. Выбрать правильный ответ: Связанным называется тело.
  а) если со стороны других тел на него наложены ограничении в перемещении
  б) если другие тела не позволяют ему перемещаться в любом направлении или вращаться в любой плоскости
  в) если со стороны других тел оно подвержено значительным внешним нагрузкам
  г) если сумма всех сил и моментов, действующих на тело относительно любой оси равна нулю

  5. Выберите правильное предложение теоремы: Для равновесия плоской системы трех параллельных сил необходимо, но не достаточно, чтобы.
  а) равнодействующая данных сил была равна нулю
  б) линии действия данных сил системы не пересекались в одной точке
  в) равнодействующая данной системы сил уравновешивала все силы системы
  г) линии действия этих сил пересекались в одной точке

  6. Какое из приведенных ниже утверждений не является свойством пары сил?
  а) Пара сил не имеет равнодействующей
  б) равнодействующая пары сил равна половине суммы модулей сил, составляющих пару
  в) пара сил не входит ни в уравнение сил, ни в уравнение проекций сил
  г) алгебраическая сумма проекция сил пары на любую ось равна нулю

  7. Какие из перечисленных видов трения не изучает техническая механика?
  а) трение покоя
  б) трение скольжения
  в) трение свободного падения
  г) трение качения

  8. Какие ограничения на связанное тело накладывает идеально гладкий цилиндрический шарнир?
  а) вращение в плоскости, перпендикулярной оси шарнира и линейное перемещение вдоль оси шарнира
  б) любые линейные перемещения и вращения в плоскости, на которой лежит ось шарнира
  в) линейное перемещение тела в плоскости, перпендикулярной оси шарнира и вращение в плоскости, на которой лежит ось шарнира
  г) вращение и линейное перемещение в плоскости, перпендикулярной оси шарнира

  9. Сила трения покоя достигает максимального значения в момент.
  а) начала относительного движения тел
  б) достижения максимально относительной скорости трущихся тел
  в) прекращения относительного движения тел
  г) когда коэффициент трения достигает предельно допустимой величины

  10. Что из перечисленного является деталью по определению?
  а) подшипник качения
  б) стандартный болт
  в) фрикционная муфта
  г) одноступенчатый привод

  11. какое из зубчатых колес имеет наибольший диаметр делительной окружности:
  а) число зубьев 25, модуль зубьев 5 мм
  б) число зубьев 35, модуль зубьев 4 мм
  в) число зубьев 45, модуль зубьев 6 мм
  г) число зубьев 28, модуль зубьев 5 мм

  12. Какие из перечисленных механических передач осуществляют передачу мощности за счет сил трения?
  а) волновая передача
  б) цепная передача с роликовой цепью
  в) цилиндрическая передача
  г) круглоременная передача

  13. Какое время понадобится камню массой 300 грамм для падения с башни высотой 20 м, если камень массой 450 грамм упал с этой башни за 2 секунды? (сопротивлением воздуха пренебречь)
  а) 4,5 секунды
  б) 5 секунд
  в) 2 секунды
  г) 3 секунды

  18. Автобус движется равноускоренно так, что скорость его достигает 40 км/ч через 1 мин после отхода от остановки. Путь проходит по кольцу на закруглении радиусом равным 14 м. Определить полное ускорение автобуса через 30 с после отхода его от остановки.
  а) а = 1,8 м/c²
  б) а = 1,0 м/c²
  в) а = 0,98 м/с²
  г) а = 2,1 м/c²

  22. Можно ли оценить прочность детали только по величине максимальных напряжений?
  а) можно
  б) нельзя
  в) иногда можно
  г) иногда нельзя

  
  

  В строительных машинах для преобразования вращательного движения в другие виды движений с целью передачи этого движения на рабочий орган применяются различные механизмы.

  Классификация механических передач

  Механические передачи, применяемые в машиностроении, класси­фицируют (рис.1 и 2):

  по энергетической характеристике механические передачи делятся на:

  — кинематические (передаваемая мощность Р Зубчатые передачи

  а) практически неограниченной передаваемой мощности,

  б) малым габаритам и весу,

  в) стабильному передаточному отношению,

  г) высокому КПД, который составляет в среднем 0,97 — 0,98.

  Недостатком зубчатых передач является шум в работе на высоких скоростях, который однако может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев.

  При высоких угловых скоростях вращения рекомендуется применять косозубые шестерни, в которых зубья входят о зацепление плавно, что и обеспечивает относительно бесшумную ра­боту. Недостатком косозубых шестерен является наличие осевых усилий, которые дополнительно нагружают подшипники. Этот недостаток можно устранить, применив сдвоенные шестерни с равнонаправленными спиралями зубьев или шевронные шестерни. По­следние, ввиду высокой стоимости и трудности изготовления применяются сравнительно редко — обычно лишь для уникальных передач большой мощности. При малых угловых скоростях враще­ния применяются конические прямозубые шестерни, а при больших — шестерни с круговым зубом, которые в настоящее время заменили конические косозубые шестерни, применяемые ранее. Конические гипоидные шестерни тоже имеют круговой зуб, однако оси колес в них смещены, что создает особенно плавную и бес­шумную работу. Передаточное отнесение в зубчатых парах колеблется в широких пределах, однако обычно оно равно 3 — 5.

  Червячные передачи

  Это передачи со скрещивающимися осями. Отличаются полно­стью бесшумной работой и большим передаточным отношением в одной паре, которое в среднем составляет 16 — 25. Серьезным недостатком червячных передач, ограничивающим их приме­нение при значительных мощностях, является низкий КПД, обусловленный большими потерями на трение в зацеплении. Как следствие низкого КПД — при работе передачи под нагрузкой, выделяется большое количество тепла, которое надо отводить во избежание перегрева. Средние значения КПД первичной передачи составляют 0,7 -0,8.

  Цепные передачи

  Применяются при передаче вращения между, параллельными удаленными друг от друга валами. В настоящее время получили распространение два типа приводных цепей:

  а) цепи втулочно-роликовые (типа Галя),

  б) цепи зубчатые из штампованных звеньев (типа Рейнольдса).

  Зубчатые цепи, благодаря относительно меньшему шагу, работают более плавно и бесшумно.

  Недостатком цепных передач является сравнительно быстрый износ шарниров, способствующий вытяжке цепи и нарушению ее зацепления со звездочкой, а также шумная работа на высо­ких скоростях вследствие особенностей кинематики цепной передачи.

  Ременные передачи

  Применяются также для передачи вращения между параллельными удаленными валами. Область распространения этих пе­редач в настоящее время значительно сократилась, однако они еще находят широкое применение в качестве первичного приво­да от двигателя, а также привода к механизмам, обладающим большим моментом вращающихся масс. При трогании с места и в случае внезапных перегрузок ремни пробуксовывают, спасая механизмы от поломок.

  Преимущественное распространение перед плоскими получили плановые ремни, обладающие большей тяговой способностью.

  Фрикционные передачи

  Фрикционные передачи по форме фрикционных катков могут быть: цилиндрическими, коническими, лобовыми — с внешним и внутренним контактом. Главное достоинство фрикционных передач заключается в возможности создания на их базе фрикционных вариаторов (бесступенчатых коробок передач), а также в бесшумной их работе при высоких скоростях

  Зубчатые передачи

  Основными преимуществами зубчатых передач являются:
  — постоянство передаточного числа (отсутствие проскальзывания);
  — компактность по сравнению с фрикционными и ременными передачами;
  — высокий КПД (до 0,97…0,98 в одной ступени);
  — большая долговечность и надежность в работе (например, для редукторов общего применения установлен ресурс ~ 30 000 ч);
  — возможность применения в широком диапазоне скоростей (до 150 м/с), мощностей (до десятков тысяч кВт).

  Недостатки:
  — шум при высоких скоростях;
  — невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа;
  — необходимость высокой точности изготовления и монтажа;
  — незащищенность от перегрузок;
  — наличие вибраций, которые возникают в результате неточного изготовления и неточной сборки передач.

  Классификация зубчатых передач

  По расположению осей валов различают передачи с параллельными (рис. 2.1, а – в, з), с пересекающимися (рис. 2.1, г, д) и перекрещивающимися (рис. 2.1, е, ж) геометрическими осями.
  По форме могут быть цилиндрические (рис. 2.1, а – в, з), конические (рис. 2.1, г, д, ж), эллиптические, фигурные зубчатые колеса и колеса с неполным числом зубьев (секторные).
  По форме профилей зубьев различают эвольвентные и круговые передачи, а по форме и расположению зубьев – прямые(рис. 2.1, а, г, е, з), косые (рис. 2.1, б), шевронные (рис. 2.1, в) и круговые (рис. 2.1, д, ж).
  В зависимости от относительного расположения зубчатых колес передачи могут быть с внешним (рис. 2.1, а) или внутренним (рис. 2.1, з) их зацеплением. Для преобразования вращательного движения в возвратно поступательное и наоборот служит реечная передача (рис. 2.1, е).
  Зубчатые передачи эвольвентного профиля широко распространены во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Они применяются в исключительно широком диапазоне условий работы. Мощности, передаваемые зубчатыми передачами, изменяются от ничтожно малых (приборы, часовые механизмы) до многих тысяч кВт (редукторы авиационных двигателей). Наибольшее распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Конические, винтовые и червячные передачи применяют лишь в тех случаях, когда это необходимо по условиям компоновки машины.

  Рис. 2.1. Зубчатые передачи

  Вопросы для контроля

  1. Что называют механической передачей, их основные разновидности?
  2. Что представляют собой зубчатые передачи: описание, назначение, классификация, достоинства и недостатки?
  3. Каков принцип работы червячных зубчатых передач, их основные достоинства и недостатки?
  4. Что представляют собой передачи с гибкими звеньями: описание, назначение, классификация?
  5. Какие основные достоинства и недостатки ременных передач в сравнении с цепными?
  6. Что представляют собой фрикционные передачи: описание, назначение, классификация?

  Кулисные механизмы

  Возвратно-поступательное движение в кривошипных механизмах можно передавать и без шатуна. В ползунке, которая в данном случае называется кулисой, делается прорез поперек движения кулисы. В этот прорез вставляется палец кривошипа. При вращении вала кривошип, двигаясь влево и вправо, водит за собой и кулису.

  а — принудительная кулиса, б — эксцентрик с пружинным роликом,
  в — качательная кулиса

  Вместо кулисы можно применить стержень, заключенный в направляющую втулку. Для прилегания к диску эксцентрика стержень снабжается нажимной пружиной. Если стержень работает вертикально, его прилегание иногда осуществляется собственным весом.

  Для лучшего движения по диску на конце стержня устанавливается ролик.

  Основные кинематические и силовые отношения в передачах

  При равномерном вращательном движении тела его любая точка имеет постоянную угловую скорость:

  где φ – угол поворота; t – время поворота.

  Линейная скорость (V) точки определяется зависимостью:

  где D и R – диаметр и радиус точки, где определяют скорость.

  Линейную скорость (V) называют окружной скоростью.

  Сила (P), действующая на тело и вызывающая его вращение или сопро­тивление вращению, называется окружной силой.

  Окружная сила направлена по касательной к траектории точки ее приложения. Связь между силой (P), окружной скоростью “V” и мощностью (N) выражается формулами:

  здесь: P – окружная сила, Н

  V – окружной скоростью, м/с.

  Окружная сила (P) связана с передаваемым моментом (T) следующим образом:

  Принято обозначать: для ведущего элемента использовать индекс – 1: ω, n, N, T1, D; для ведомого – индекс – 2: ω, n, N, T, D.

  Передаваемый момент (T) связан с мощностью (N), угловой скоростью ω и частотой вращения n следующим зависимостями:

  здесь: N – Вт; n– об/мин.

  Основные характеристики передач

  Во всех механических передачах различают два основных звена: входное (ведущее) и выходное (ведомое). Между этими звеньями в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные звенья. Звенья, передающие вращающий момент, называют ведущими, а звенья, приводимые в движение от ведущих (катки, шкивы, зубчатые колеса и т.п.), – ведомыми.

  Параметры передачи, относящиеся к ведущим звеньям, будем отмечать индексом 1, а к ведомым — индексом 2, т. е. d1, v1, ω1, P1, T1 – соответственно диаметр, окружная скорость, угловая скорость, мощность, вращающий момент на ведущем валу; d2, v2, ω2, P2, T2 – то же, на ведомом.

  Любая механическая передача характеризуется следующими основными параметрами (рис. 3): мощностью Р2 – на выходе, кВт; быстроходностью, которая выражается угловой скоростью ведомого вала ω2, рад/с, или частотой вращения n, измеряемой в об/мин (мин-1), и передаточным отношением u.

  Это три основные характеристики, необходимые для проектировочного расчета любой передачи.

  Рис. 3. Основные параметры передач

  Рис. 4. Трехступенчатая передача

  Рис. 5. Кинематика ци­линдрической передачи

  В машиностроении принято обозначать угловые и окружные скорости, частоту вращения, диаметры вращающихся деталей ведущих валов индексами нечетных цифр, ведомых — четными. Например, для колес трехступенчатой передачи (рис. 4) обо­значения частот вращения следующие: п1 — веду­щего вала I; п3 — ведущей шестерни вала II; п5 — ведущей шестерни вала III; п2 — промежуточного ведомого вала II; п4 — ведомого колеса вала III; п6 — ведомого колеса вала IV.

  Все механические передачи характеризуются передаточным числом или отношением. Рассмотрим работу двух элементов передачи (рис.5), один из которых будет ведущим, а второй — ведомым.

  Введем следующие обозначения: ω1 и п1 — угло­вая скорость и частота вращения ведущего вала, выраженные соответственно рад/с и об/мин; ω2 и п2 — угловая скорость и частота вращения ведомого вала; D1 и D2 — диаметры вращающихся деталей (шкивов, катков и т. п.); ν1 и ν2 — окружные скоро­сти, м/с.

  Передаточное число – отношение угловой скорости ве­дущего вала к угловой скорости ведомого вала конкретной передачи. Передаточное число не может быть меньше единицы. Оно представляет собой абсолютную величину передаточного отношения:

  Принимая в точке контакта

  Диаметр начальных окружностей зубчатых колес зубчатой передачи определяется по формулам:

  Таким образом, для любой передачи:

  Отношение угловых скоростей ведущего ω и ведомого ω звеньев называют также передаточным отношением и обозначают і.

  Передаточное число в отличие от передаточного отношения всегда положительное и не может быть меньше единицы. Передаточное число характеризует передачу только количественно. Передаточное число и передаточное отношение могут совпадать только у передачи внутреннего зацепления. У передач внешнего зацепления они не совпадают, так как имеют разные знаки: передаточное отношение – отрицательное, а передаточное число – положительное. Если ведущее и ведомое колеса вращаются в одну сторону (например, у зубчатой передачи с внутренним зацеплением), то передаточное отношение считается положительным. Если ведомое и ведущее колеса вращаются в разные стороны (например, у зубчатой передачи внешнего зацепления), то передаточное отношение считается отрицательным.

  В передаче, понижающей частоту вращения n (угловую скорость ω), u>1; при и Р2.

  Отношение значений мощности на ведомом валу P2 к мощности на веду­щем валу P1 называют механическим коэффициентом полезного действия (КПД) и обозначают буквой η:

  Общий КПД многоступенчатой последовательно соединенной переда­чи определяют по формуле

  где — КПД, учитывающие потери в отдельных кинематических парах передачи (подшипники, муфты).

  Следовательно КПД машины, содержащей ряд последовательных передач, всегда будет меньше КПД любой из этих передач.

  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.

  Отношение потерянной в механизме (машине) мощности (P1 — P2) к ее входной мощности называют коэффициентом потерь, который можно выразить следующим образом:

  Следовательно сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице:

  Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с,

  где ω – угловая скорость,с-1; n – частота вращения, мин–1; d – диаметр, мм (колеса, шкива и др.)

  Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны: ;

  Окружная сила, Н,

  где Р –мощность, кВт; ν – м/с; Т– Нм; d – мм;

  Вращающий (крутящий) момент, Нм,

  где Р – кВт; Ft – H; d –мм.

  Вращающий момент Т1 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;

  Передачи с постоянным передаточным числом

  В задании на проектирование с постоянным передаточным числом должны быть известны: передаваемая мощность N или крутящий момент T на ведомом валу, частота вращения ведущего n1 и ведомого n2 валов, схема передачи, габариты и режим работы передачи.

  По этим данным можно спроектировать несколько передач различных типов. Возможные варианты передач нужно сравнить между собой по весу, КПД, габаритам и др. параметрам и выбрать из них наивыгоднейший. В таблице 2 приводятся некоторые параметры различных передач.

  Таблица 2. Ориентировочные знания основных параметров одноступенчатых механических передач

  Читайте также:

    
  • Что такое превентивный арест
    
  • Какую власть осуществляет президент рб
    
  • Застрахованы ли деньги на иис
    
  • Классный час хулиганство как особый вид правонарушения
    
  • Неприкосновенность личности как принцип уголовного судопроизводства реферат