О зубчатой, ременной, цепной, червячной и планетарной передачах. Передаточное число и передаточное отношение


Передаточное отношение и передаточное число

Незаменимыми помощниками человека в любой его деятельности являются механизмы. Но сам по себе механизм – просто набор деталей. Для того чтобы он работал, его надо обеспечить энергией. Ее подают от отдельного устройства – двигателя или силовой установки при помощи специальных механизмов, называемых передачами. Так уж сложилось исторически – в технике чаще всего используется вращательное движение, хотя применяются и другие виды. При процессе перехода энергии она может меняться, это изменение происходит в соответствии с тем, какое передаточное отношение имеет механизм.

О том, что при этом происходит

Самый простой пример передачи – от вращающегося колеса водяной мельницы к жернову. При этом зачастую происходит изменение первоначальной энергии, полученной колесом от текущей воды, по величине и направлению. Величину такого изменения будет определять передаточное отношение. Оно описывает одну из важнейших характеристик преобразования энергии при вращательном движении, определяемую как отношение частоты или скорости вращения элемента, получающего энергию, к тем же параметрам элемента, отдающего энергию.Иными словами, передаточное отношение описывает, как изменяется исходная энергия, получаемая от двигателя или любого другого источника энергии (водяного, ветряного колеса, турбины и т.д.), при ее передаче. За всю историю развития техники человечество создало самые разнообразные передачи, для каждой из которых существует передаточное число, являющимся частным от деления скорости ведущего звена на скорость ведомого.

Передаточное отношение ременной передачи

Ременной передачей называют два шкива, которые соединяет ремень, как это показано на рисунке. Возможно, что она была одним из первых способов, которые применял человек. Менялся материал, используемый для изготовления ремня, менялась его форма, но неизменным оставалось передаточное отношение, определяемое как частое от деления скорости ведущего вала, на скорость ведомого, или как результат деления числа оборотов этих валов (n1/n2 или ω1/ω2).Для ременной передачи оно может быть рассчитано с использованием диаметров (радиусов) шкивов. Передаточное число в таком случае также определяется как частное от деления оборотов.

Если при преобразовании энергии число оборотов понижается, то есть передаточное число больше 1, то передача будет понижающей, а само устройство носит название редуктора. Если результат меньше единицы, то устройство называется мультипликатором, хотя оно также выполняет функции редуктора, только понижающего. Передаточное отношение редуктора позволяет уменьшить число оборотов (угловую скорость), поступающих с ведущего вала на ведомый, увеличив при этом передаваемый момент.

Это свойство редуктора дает возможность добиваться инженерам при проектировании различных устройств изменения параметров передаваемой энергии, а передаточное отношение редуктора служит при этом мощным инструментом в решении поставленной задачи.

Несмотря на значительный возраст, для ременной передачи и сейчас находится работа на автомобиле, она используется как привод генератора, газораспределительного механизма, а также в некоторых других случаях.

Передаточное отношение цепной передачи

В подобной ременной передаче ремень может быть заменен на цепь, в этом случае шкивы также должны быть заменены на звездочки. Полученная передача называется цепной, она знакома каждому, ведь именно такая применяется на велосипедах. Для нее передаточное отношение определяется так же, как для ременной, но можно воспользоваться и соотношением количества зубьев на звездочках (ведущей и ведомой). Однако при таком расчёте передаточное отношение будет обратным, то есть передаточное число определяется делением числа зубьев ведомой звездочки на число зубьев ведущей (z2/z1).Отличительной особенностью цепной передачи является повышенный уровень шума, а также износ при работе на высоких скоростях, поэтому ее при необходимости использования лучше всего ставить после уменьшения оборотов. В автомобиле возможно применение цепной передачи для привода ГРМ, правда, ограничением такого применения является повышенный уровень шума при ее работе.

Передаточное отношение зубчатой передачи

Так называется механизм, в котором используются колеса с зубьями, находящимися в зацеплении. Она считается наиболее рациональной и востребованной для машиностроения. Существует множество разнообразных вариантов изготовления подобных колес, отличающихся по расположению осей, форме зубьев, способу их зацепления и т.д. Как в случае с цепной, для зубчатой передаточное число определяется делением числа зубьев шестерен (z2/z1).

Многообразие вариантов построения зубчатой передачи предоставляет возможность использовать их в разных условиях, от тихоходного редуктора до высокоточных приводов.Для зубчатой передачи характерны:

Одной из разновидностей зубчатой передачи считается червячная. Она используется в тех случаях, когда передача момента осуществляется между скрещивающимися валами, для чего применяется такой элемент как червяк, представляющий собой винт специальной конструкции с резьбой. Для определения передаточного отношения червячной передачи выполняют деление количества зубьев колеса (червячного) z2 на число заходов резьбы червяка z1.

Планетарная передача

Этот вид зубчатой передачи, содержащей колеса с геометрическими осями, имеющими возможность перемещения. Что она собой представляет, можно понять из приведенного ниже рисунка. По сути дела, это уже конструкция своеобразного планетарного редуктора, включающего в свой состав некоторое число шестерен, взаимодействующих между собой. У каждой из них свое название – солнце, корона, сателлит.

Для такого планетарного редуктора изменение момента зависит от того, какая из его шестерен неподвижна, на какую подан крутящий момент, и с какой он снимается.При любом использовании планетарного редуктора, один из трех его элементов будет неподвижен. У такого, планетарного варианта построения передач, по отношению к простой зубчатой или ременной, есть возможность получить существенное изменение момента при небольшом количестве колес и габаритах устройства. В автомобиле у подобного планетарного устройства своя сфера применения – в составе АКПП, а также в гибридных транспортных средствах, для обеспечения совместной работы ДВС и электромотора. Широкое применение планетарного редуктора осуществляется в гусеничной технике.

О главной паре

Практически все виды передач используются в автомобиле – крутящий момент от двигателя проходит цепочку различных устройств и претерпевает изменения, начиная от КПП, главной пары, и заканчивая колесами автомобиля. Все передаточные отношения для КПП и главной пары влияют непосредственным образом на динамику автомобиля.Поэтому с целью

  1. уменьшения частоты переключения;
  2. возможности движения при спокойной езде на небольших оборотах двигателя;
  3. повышения верхнего порога скорости движения,

передаточные отношения, в том числе и для главной пары, должны быть уменьшены. Для улучшения разгонной динамики все должно быть наоборот.

Работа различных механизмов и устройств, в том числе и в автомобиле, не может происходить без преобразования используемой энергии, как по величине, так и по направлению. Оценить и рассчитать величину необходимого изменения, а также его последствия, помогает передаточное отношение.

znanieavto.ru

Передаточное отношение. Передаточное отношение зубчатой передачи :: SYL.ru

Рассматривая тему деталей машин, нельзя не уделить внимания такому важному техническому показателю, как передаточное отношение. Этот термин существует уже достаточно давно и о его значении в механике стоит поговорить отдельно.

Формулировка

Передаточное отношение – одна из самых важных технических характеристик любой механической передачи вращательного движения. С практической точки зрения, описываемый показатель позволяет понять, во сколько раз вырастает момент силы в результате функционирования передачи. Определение передаточных отношений в любом механизме – одна из самых главных задач в механике и машиностроении.

Некоторые тонкости

Передаточное отношение определяется при наличии как минимум двух зубчатых колес (шестерен), которые находятся в зацеплении между собой. Такое сопряжение именуется зубчатой передачей.

Самый простой способ рассчитать передаточное число – посчитать количество зубьев на каждом из имеющихся колес, а после произвести деление числа зубьев ведомой шестерни на количество колес ведущей шестерни. Данное рациональное число и будет являться передаточным отношением.

Важно иметь в виду, что в случае определения передаточного числа в зубчатой передаче, имеющей несколько шестерен, необходимо опять-таки делить количество зубьев ведущего колеса на количество ведомого. При этом параметры промежуточных шестерен не учитываются.

Обзор передач

На сегодняшний день существуют такие виды механических передач:

В целом же, механические передачи разделяются по таким критериям:

Стоит указать, что замедляющие передачи на практике применяются гораздо чаще, нежели ускоряющие. Этот факт объясняется тем, что скорости вращения двигателей зачастую гораздо выше требуемой скорости вала исполнительного механизма или машины.

Зубчатая передача

Передаточное отношение зубчатой передачи можно вычислять не только по соотношению зубьев ее колес, но также путем деления значения угловой скорости ведомого вала на угловую скорость ведущего вала, а также благодаря соотношению числа оборотов ведомого и ведущего валов.

Диапазон передаточного отношения может быть очень велик и достигать больших значений. При этом само по себе передаточное отношение зубчатой передачи характеризуется постоянством, так как зацепление не подвержено проскальзыванию. Коэффициент полезного действия такой передачи находится в пределах 0,97-0,98.

Зубчатые передачи передают вращение между валами, которые могут иметь параллельные, скрещивающиеся или перпендикулярные оси. Кроме того, такие передачи способны трансформировать (преобразовывать) поступательное движение во вращательное и наоборот (передчи "винт-гайка").

Зацепление в зубчатых передачах может быть как внешним, так и внутренним. Колеса изготавливаются с прямыми, косыми или шевронными зубьями.

Зубчатые передачи способны передавать большие скорости вращения с постоянным передаточным отношением и имеют высокий КПД.

Передаточное отношение редуктора является одним из важнейших критериев в процессе его выбора. Вторым по важности показателем считается межосевое расстояние.

Червячная передача

Используется для передачи вращательного движения в тех случаях, когда оси валов перекрещиваются.

Червяк может быть цилиндрическим или глобоидным в зависимости от поверхности расположения резьбы, а также может быть эвольвентным или архимедовым (в данном случае решающую роль играет профиль резьбы).

Основными недостатками описываемой передачи можно считать:

Волновая передача

Ее работа основывается на принципе трансформации параметров движения благодаря волновому деформированию гибкого элемента механизма. По сути, такая передача является разновидностью планетарной передачи.

В состав волновой передачи входит жесткое колесо зубчатое, имеющее внутренние зубья, и вращающееся гибкое колесо с наружными зубьями. Оба колеса между собой входят в зацепление благодаря генератору волн, соединенному непосредственно с корпусом передачи.

За счет имеющихся конструктивных особенностей волновая передача наделена следующими достоинствами:

К недостаткам же относятся:

Фрикционная передача

Чаще всего применяется в текстильной отрасли, станкостроении и прочих сферах промышленности, кроме авиастроения. Передаваемая мощность может достигать 10 кВт. При больших показателях очень трудно гарантировать требуемое усилие прижатия катков.

В передаче существует три вида скольжения: геометрическое, упругое и буксование.

Для нормально функционирующей передачи характерно именно упругое скольжение, в то время как буксование говорит о наличии перегрузки.

Ременная передача

Как и зубчатая она встречается очень часто. В зависимости от того, как располагаются валы и ремень, передача может быть:

Ремень может быть круглым, плоским, трапецеидальным.

Передаточное отношение в таких передачах находится в пределах 1:4, 1:5 и лишь в редких случаях может быть равно 1:8.

К положительным качествам ременной передачи следует отнести:

Недостатками передачи являются:

Цепная передача

В отличие от ременного аналога не подвержена проскальзыванию. Расчет передаточного отношения выполняется по аналогии с зубчатой передачей, ведь звездочки передачи, по сути, представляют собой те же зубчатые колеса.

Характерная особенность цепной передачи – вращение передается исключительно при наличии параллельных валов. Между осями звёздочек расстояние необходимо принимать не менее величины полутора диаметров большой звездочки. При этом передаточное число может достигать показателя 1:15.

Также важно заметить, что цепь надевается на звездочки не с натягом, как ремни, а с определенной степенью провисания. Регулировка натяжения проводится с помощью специального винта.

Достоинства передачи таковы:

Недостатком же является высокий шум и износ цепей в случае некачественного монтажа и при плохом техническом обслуживании.

Храповый механизм

Во многих машинах и агрегатах применяется не только непрерывное вращательное движение, но и прерывистое тоже, которое осуществляется с помощью храповика, собачки и рычага.

Храповый механизм помимо вращения еще и осуществляет предохранительную функцию. Так, например, в грузоподъемных лебедках, храповик совместно с собачкой не позволяют барабану проворачиваться в обратную сторону, надёжно фиксируя его в требуемом пространственном положении.

Рассмотренные виды механических передач применяются практически в любой отрасли народного хозяйства и получили широчайшее распространение благодаря своим техническим возможностям.

www.syl.ru

8.4: Передаточное отношение

Передачи используются не только для передачи мощности, но также для обеспечения возможности настройки механического преимущества для механизма. Как обсуждалось во введении к данному блоку, в некоторых случаях электромотор сам по себе обладает достаточной мощностью для выполнения конкретной задачи, но выходные характеристики электромотора не соответствуют требованиям. Электромотор, который вращается ОЧЕНЬ быстро, но при очень малом крутящем моменте , не подходит для подъема тяжелого груза. В таких случаях возникает необходимость использования передаточного отношения для изменения выходных характеристик и создания баланса крутящего момента и скорости.

Представьте себе велосипед: велосипедист обладает ограниченной мощностью, и хочет обеспечить максимальное использование этой мощности в любой момент времени.

Путем изменения механического преимущества изменяется скорость движения. Мощность представляет собой количество проделанной работы в единицу времени. Чем больше количество работы. тем ниже скорость ее выполнения.

Пример 8.1

В примере 8.1 показано, что если на стороне входа рычаг сместится на 1 метр, на стороне выхода рычаг сместится на 4 метра. Разница пропорциональна соотношению между длинами рычагов.

Длина на выходе / Длина на входе = 8 / 2 = 4

Интересно то, что оба расстояния преодолеваются за одно и то же время. Давайте представим, что смещение рычага на входе на 1 метр происходит за 1 секунду, так что скорость движения на входе составляет 1 метр в секунду. В то же время, на выходе смещение на 4 метра также происходит за 1 секунду, так что скорость движения здесь составляет 8 метров в секунду. Скорость на выходе БОЛЬШЕ скорости на входе за счет соотношения между длинами рычагов.

Пример 8.2

В примере 8.2 представлена та же система, что и в примере 8.1, но теперь на вход действует сила, равная 4 ньютонам. Какова равнодействующая сила на выходе?

Прежде всего, необходимо рассчитать приложенный момент в центре вращения, вызванный входной силой, с помощью формул из Блока 7:

Крутящий момент = Сила х Расстояние от центра гравитации = 4 Н х 2 м = 8 Н-м

Далее, необходимо рассчитать равнодействующую силу на выходе:

Сила = Крутящий момент / Расстояние = 8 Н-м / 8 м = 1 ньютон

Глядя на эти два примера, мы видим, что если система смещается на 1 метр под действием входной силы, равной 4 ньютона, то на выходе она сместится на 4 метра под действием силы, равной 1 ньютон. При меньшей силе рычаг смещается быстрее!

Мы можем видеть, как механическое преимущество (выраженное в форме рычагов) может быть использовано для управления входной силой в целях получения требуемого выхода. Передачи работают по тому же принципу.

Цилиндрическая прямозубая шестерня по сути представляет собой серию рычагов. Чем больше диаметр шестерни, тем длиннее рычаг.

Пример 8.3

Как видно из примера 8.3, результатом крутящего момента, приложенного к первой шестерне, является линейная сила, возникающая на кончиках ее зубьев. Эта же сила воздействует на кончики зубьев шестерни, с которой зацепляется первая шестерня, заставляя вторую вращаться по действием крутящего момента. Диаметры шестерен становятся длиной рычагов, при этом изменение крутящего момента равносильно соотношению диаметров. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, крутящий момент увеличивается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, крутящий момент уменьшается.

Пример 8.4

В примере 8.4, если входная 36-зубая шестерня поворачивается на расстояние одного зуба (d = ширина 1 зуба), это означает, что она поворачивается на 1/36-ю своего полного оборота (а1 = 360 / 36 = 10 градусов). Поворачиваясь, она приводит в движение 60-зубую шестерню, заставляя последнюю смещаться также на 1 зуб. Тем не менее, для 60-зубой шестерни это означает смещение всего лишь на 1/60-ю полного оборота (а2 = 360 / 60 = 6 градусов).

Когда малая шестерня проходит определенное расстояние в заданный интервал времени, большая шестерня при этом проходить меньшее расстояние. Это означает, что большая шестерня вращается медленнее малой. Этот принцип работает в обоих направлениях. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, скорость понижается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, скорость повышается.

Из примеров 8.1 - 8.4 видно, что отношение между размерами двух зацепляющихся между собой шестерен пропорционально изменению крутящего момента и скорости между ними. Это называется передаточным числом.

Как обсуждалось выше, количество зубьев шестерни прямо пропорционально ее диаметру, поэтому для расчета передаточного отношения вместо диаметра можно просто считать зубья.

Передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), поэтому представленная выше пара шестерен может быть описана как 12:60 (или 36 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = зубья ведомой шестерни / зубья ведущей шестерни = 60/36 = 1,67

 

Как обсуждалось выше, передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), так что пара шестерен, представленная выше, может быть выражена как 12:60 (или 12 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 60/12 = 5

Глядя на пример, представленный выше...

Предельный перегрузочный момент второго вала может быть рассчитан по формуле:

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число

Выходной момент = 1,5 Н-м х 5 = 7,5 Н-м

Свободная скорость второго вала может быть рассчитана по формуле:

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 5 = 20 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 20 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 7,5 Н-м. При понижении скорости крутящий момент увеличивается.

Для второго примера расчеты могут быть произведены тем же способом.

Передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 12/60 = 0,2

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число = 1,5 Н-м х 0,2 = 0,3 Н-м

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 0,2 = 500 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 500 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 0,3 Н-м. При повышении скорости крутящий момент уменьшается.

 

vex.examen-technolab.ru

Передаточное отношение и передаточное число

    Обычно для характеристики передачи пользуются отношением частоты вращения (угловой скорости) ведущего вала к частоте вращения (угловой скорости) ведомого вала и называют это отношение передаточным числом, т. е. передаточное число это [c.249]

    Передаточное отношение — отношение числа оборотов приводного вала к числу оборотов червячного колеса. ... 78 68 63 66 66 35 35 Число оборотов на выходном [c.126]

    Необходимое число оборотов ведущего вала автомата обеспечипаетси посредством клиноременной передачи от двигателя к редуктору и самим редуктором. Общее передаточное отношение названных передач должно быть [c.62]

    Мы уже отмечали, что важнейшей характеристикой любой передачи является передаточное число — отношение угловых скоростей или частот вращения ведущего и ведомого валов. [c.252]

    При малом передаточном отношении, когда число оборотов турбинного колеса мало, малы и центробежные силы, действующие на ноток в его полости. При этом, как указывалось выше, расход велик и, следовательно, велики и меридиональные составляющие скорости потока и на рис. 2.86). В этих условиях поток движется, прижимаясь к наружным торовидным направляющим поверхностям рабочих ко.пес (рис. 2.98, а), а воздух, находящийся в рабочей полости, образует торовидную полость в ее центре. [c.315]

    Поверхностная обработка шестерен Передаточное отношение шестерен Число об мин ведущей шестерни при [c.112]

    Задвижка соединена с выходным валом ручного привода при помощи кулачков. Привод представляет собой одноступенчатый шестеренчатый редуктор с передаточным отношением /=45. Число оборотов маховика до полного закрытия или открытия задвижки я=225. [c.404]

    Характер движения каретки определяется проворачиванием вала II (фиг. 18) посредством мальтийского механизма. Величина же перемещения каретки за один цикл зависит от передаточных отношений зубчатых нар 5—6 и 7—8, а также от числа зубцов и модуля [c.62]

    Принимая во внимание правило знаков и выражая передаточные отношения через числа зубьев, для передачи, изображенной на рис. 4.3, а. [c.197]

    Передаточное отношение между ведущим и ведомым валами определяется числом прорезей на кресте и числом роликов на кривошипе. В рассматриваемом случае число прорезей равно четырем. В то же время для сокращения времени остановок ведомого вала применен кривошип с двумя роликами, расположенными диаметрально противоположно. Таким образом, передаточное отношение равно 2. Время выстоя и вращения ведомого вала равны друг другу. [c.62]

    Подобные передачи, в которых промежуточные зубчатые колеса не изменяют величину передаточного числа, применяются в двух случаях. Когда межцентровое расстояние между ведущим и ведомым валами велико для одной пары колес или когда на ведомом валу необходимо сохранить направление вращения ведущего вала. В последнем случае должно быть нечетное число промежуточных колес (одно, три и т. д.). Промежуточные зубчатые колеса, одновременно зацепляющиеся с двумя другими так, что по отношению к одному является ведомым, а по отношению к другому — ведущим, называются паразитными. [c.262]

    При передаче мощности гидродинамическая передача способна плавно изменять величину, а иногда и знак передаваемого крутящего момента при соответственном изменении числа оборотов ведомого вала. Поэтому такие трансмиссии способны выполнять роль бесступенчатых редукторов, автоматически обеспечивающих нужное передаточное отношение. [c.292]

    Величину, обратную передаточному отношению, называют передаточным числом [c.172]

    Величина момента М, который способна передать гидромуфта при некотором определенном числе оборотов двигателя, зависит от отношения чисел оборотов ведомого щ и ведущего % валов, которое называют передаточным отношением  [c.294]

    В них использован тот же эффект перестройки потока, однако при малых передаточных отношениях в таких муфтах жидкость не только встречает на своем пути препятствие, но и выводится частично из рабочей полости в дополнительные камеры 1 ж 2 (рис. 2.101, а). Это ведет к снижению заполнения, а следовательно, и к большему снижению момента. Если вследствие перегрузки число оборотов турбинного колеса быстро понизится, то при определенном значении произойдет быстрое заполнение камеры 1 и количество циркулирующей жидкости в рабочих полостях уменьшится. Если перегрузка за это время не будет снята и уменьшение щ будет продолжаться, то процесс опорожнения рабочей полости также продолжится. Через отверстие 3 жидкость будет постепенно поступать в основную камеру 2. Количество жидкости, которое задержится в этой камере, зависит от проходной площади отверстий 3 ш 4, через которые жидкость возвращается в рабочие полости лопастных колес, и от передаточного отношения г. Таким образом, в зоне малых г каждому передаточному отношению соответствует свое количество жидкости в рабочих полостях колес. Благодаря этому, подбирая размеры отверстий и камер, мои но придать желаемую форму начальной ветви характеристики гидромуфты (рис. 2.101, б). [c.318]

    А как же подсчитать общее передаточное число всей передачи Применительно ко всей передаче — это диаметр ведущего шкива, а — это диаметр ведомого шкива, однако их отношение не будет искомой характеристикой, ведь эти шкивы не связаны единым ремнем. [c.255]

    Гидромуфты с переменным заполнением обладают недостатком, ограничивающим их применение для регулирования числа оборотов. При заполнении, значительно отличающемся от максимального, работа гидромуфты может быть неустойчивой (рис. 2.105). Характеристика гидромуфты в области неустойчивости прерывается, претерпевая разрыв. В области разрыва (область Р на рис. 2.105) изменяется величина передаваемого момента. При совместной работе с потребителем это ведет к колебанию числа оборотов машины. Разрыв характеристик гидромуфты связан с описанной выше перестройкой потока в рабочей полости. Характеристика при малых передаточных отношениях до области неустойчивости соответствует согласно рис. 2.98 потоку, показанному на рис. 2.98,а а за областью неустойчивости — потоку, показанному на рис. 2.98, в. Неустойчивость особенно значительна при заполнениях порядка 0,5—0,7 максимального и происходит при передаточных отношениях / = 0,45 0,65. [c.322]

    Величина погрешности определяется рядом факторов и в первую очередь передаточным числом кинематической цепи обратной связи, характеризующим отношение смещения плунжера золотника (входа) к смещению поршня гидродвигателя при зафиксированной ручке управления. Для схемы, изображенной на рис. 3.91, а, это передаточное отношение определится выраже- [c.467]

    Движение от отливочного механизма к транспортерам, опрокидывателю и штампу передается валом 27 через многоступенчатую коробку скоростей 16. Рукояткой 17 изменяют передаточное отношение в ней в зависимости от числа поперечных рядов форм в лотке. Штурвалом 23 регулируют положение штампа над лотком, а винтами 24 выверяют горизонтальность штампа. Число отливов меняют, переставляя накидную шестерню в коробке скоростей поворотом рукоятки 6. [c.654]

    Снижение числа оборотов ротора двигателя осуществляется при помощи трехступенчатого планетарного редуктора с общим передаточным отношением 1 240. [c.274]

    Приведенное на рис. 165 поле характеристик диагональных насосов типа КОЕ допускает изменения их гидравлических характеристик в особых случаях. С типоразмера КОЕ 1600 применяют вертикальные планетарные передачи со стандартизованным передаточным отношением, что обеспечивает достаточно хорошую приемлемость установки. Для 24 типоразмеров насосов принято шесть значений удельного числа оборотов целесообразность этого подтверждается испытаниями модельных насосов. Диагональные насосы допускают подрезку лопастей рабочего колеса. Полуосевые рабочие колеса из хромистой стали в зависимости от назначения изготавливают в закрытом или открытом исполнении. Конструкция вертикальных насосов, так же как и осевых (которые будут [c.242]

    Поэтому величина передаточного числа, равная отношению числа зубьев, для одной пары колес лежит в следуюш,их пределах  [c.261]

    Редуктор служит для уменьшения частоты врашения и соответствующего увеличения вращающего момента. В корпусе редуктора размещены одна или несколько передач зацеплением с постоянным передаточным отношением (передаточным числом). Мотор-редуктор - моноблок, состоящий из ре-лукторной части (редуктора) и электродвигателя. Наиболее часто применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. [c.655]

    Данные передаточные отношения соответствуют числам зубьев роторов гзуб1+ гз б,, = 2+3, 4+6, 3+4, 6+8, 5+6, 2+2, 3+3, 4+4, 6+6. Увеличение числа зубьев у роторов ухудшает компактность рабочих органов, но позволяет повышать углы закрутки роторов, что необходимо для получения больших степеней сжатия и повышенной быстроходности. [c.152]

    Как видим, число зубьев сателлита Z2 не входит в передаточное отношение. Однако это не означает, что его можно назначать любым. Из условия соосности 22=0,5 (гз — 21) из условия сборки Zi+Z3)/ = N, где С — число сателлитов (С = = 3—5) N — целое число из условия сосе,цства (zi- --1-22) sin (п/С) (22-4-2) для нзличия гарантированного зазора. [c.300]

    Червячные колеса. Число зубьев червячного колеса Z2 выбирают в зависимости от передаточного отношения и числа заходов червяка. В силовых передачах надо стремиться к такой заходности червяка, чтобы 2 = 30 70. При 12у близком к нР1Жнему пределу, несколько уменьшаются габариты передачи но одновременно снижается ее КПД, так как приходится ставить червяки с малым числом заходов 1, поэтому 2" 30 50 рекомендуется лишь при сравнительно небольших передаваемых мощностях. При больших мощностях надо стремиться повышать КПД, увеличивая 2 до 60 70. [c.613]

    Зависимость момента М от передаточного отношения i при некотором щ = onst, называется моментной характеристикой гидромуфты (рис. 2.88). Расчет таких характеристик возможен только с невысокой степенью точности. Поэтому при всех эксплуатационных расчетах применяют характеристики, полученные опытным путем. Как правило, они имеют вид падающих кривых. Следовательно, если момент сопротивления, приложенный к ведомому валу, увеличивается, то число оборотов щ этого вала снижается. При отсутствии момента сопротивления щ стремится к т. е. t -> 1. При достаточно высоком Л/2 ведомый вал может быть остановлен. В этом случае гидромуфта выполняет роль гидротормоза. [c.294]

    Механический метод регулирования предусматривает изменение передаточного отношения механической передачи при постоянной скорости вращения электродвигателя. Применяются различные конструнции механических вариаторов, пригодные для эиструдеров малого диаметра. Передаваемая мощность у таких вариаторов ограничивается величиной 12 кет, что позволяет использовать их только для экструдеров с диаметром червяка не более 60 мм. Крупные вариаторы типы Р1У или типа Байер могут передавать мощности и более 120 кет, однако их недостаток состоит в том, что при низких скоростях развивается слишком большой крутящий момент. Большим преимуществом вариаторов является возможность установки двигателя с постоянным числом оборотов и сохранение при любых числах оборотов номинального значения мощности. На практике, однако, при низких скоростях вращения могут применяться только некоторые типы вариаторов, имеющие специальные срезывающиеся штифты или другие устройства для предохранения червяка или деталей привода от поломок. [c.136]

chem21.info

ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ И ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО

Важнейшей характеристикой всякого зубчатого механизма является передаточное отношение. Передаточным отношением называется отношение угловых скоростей колес. Передаточное отношение принято обозначать буквой U и снабжать индексами, указывающими номера зубчатых колес, например U12 = ω1 ⁄ ω2. Из рассмотрения зубчатой передачи на рис.5.23 следует:

VA1 = ω1 r1 VA2 = ω2 r2 VA1 = V A2

Тогда

U12 = ω1 / ω2 = r2 / r1 = m z2 / m z1 = z2 / z1 (5.10)

Передаточному отношению присваивается знак +, если входное и выходное колеса вращаются в одном направлении, и знак -, если они вращаются в разном направлении. Для зубчатой передачи внешнего зацепления U12 отрицательно, для внутреннего зацепления – положительно. При передаточном отношении больше единицы имеем редуктор (замедление скорости), при передаточном отношении меньше единицы – мультипликатор (происходит увеличение скорости вращения). В подавляющем большинстве случаев механизмы являются редукторами. Их назначение – уменьшать частоту вращения двигателя до той, которая необходима для нормальной работы исполнительного органа машины. Одновременно с уменьшением частоты вращения повышается крутящий момент. Так как к.п.д. зубчатой передачи очень высок (0.95 – 0.98), то можно считать, что мощности N1 = N2, где N1 = M1 ω1, N2 = M2 ω2, отсюда следует, что M2 = M1 U12.

Передаточное отношение не следует путать с передаточным числом, под которым понимается отношение угловой скорости большего колеса к угловой скорости меньшего, называемого обычно шестерней. Передаточное число всегда больше единицы и знака не имеет.

Рядовой зубчатой передачей (зубчатым рядом) называется зубчатый механизм, образованный зубчатыми колесами с неподвижными осями. Зубчатый ряд состоит из одной или нескольких зубчатых передач. Рассмотрим механизм на рис. 5.24. Он составлен из трех зубчатых передач, образованных колесами z1, z2, z3, z4, z5, z6. Запишем их передаточные отношения:

U12 = ω1./ ω2, U34 = ω3 / ω4, U45 = ω4 / ω5,

откуда

Ω2 = ω1 / U12, ω4 = ω3 / U34, ω5 = ω4 / U45

Производя последовательную подстановку выражений для ω2, ω4, ω5, получим

Ω5 = ω1 / U45 U34 U12,

откуда

U15 = U12 U34 U45

Полученная формула является частным случаем общего правила, формулируемого следующим образом:

Передаточное отношение рядовой зубчатой передачи равно произведению передаточных отношений входящих в нее зубчатых передач, при этом следует учитывать знаки передаточных отношений составляющих зубчатых передач.

Передаточное отношение также можно выразить через числа зубьев:

U15 = Z2 Z4Z5 / Z1 Z2 Z4 (5.11)

Отсюда следует второе правило:

Передаточное отношение рядовой зубчатой передачи равно дроби, в числителе которой стоят числа зубьев выходных колес, а в знаменателе – входных. Знак берется согласно указанному выше правилу знаков. В формуле колесо Z4 не влияет на численное значение передаточного отношения, но влияет на знак. Такое колесо называется паразитным

РАСЧЕТ РЯДОВОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

 
 
В качестве примера рассмотрим коробку передач легкового автомобиля, в основе которой рядовой зубчатый механизм (рис. 5.24).

Она состоит из входного вала 1, выходного вала 2 и промежуточного вала 3. На промежуточном валу жестко закреплены колеса с числом зубьев Z1 = 29, Z2 = 24, Z3 = 20, Z4 = 15, Z5 = 15, на входном валу – колесо Z6 = 17. На выходном валу подвижно установлены колеса Z7 = 24, Z8 = 27, Z9 = 33. Для включения передачи 1 рычагом переключения передач передвигается кулачковая муфта М1 направо так, что она кулачками сцепляется с колесом Z9. Передвигая муфту влево, включаем передачу II, аналогично посредством муфты М2 происходит включение передач III IY. При указанных числах зубьев колес рассчитаем передаточные отношения на I II III IY передачах:

UI = 29 33 / 17 15 = 3.75

UII= 29 27 / 17 20 = 2.303

UIII = 29 21/ 17 24 = 1.49

UIY = 1

Вводя в зацепление с колесами Z5 и Z10 = 34 паразитное колесо Z11, получаем передачу заднего хода с передаточным отношением

Uзх = - 29 34 / 17 15 = - 3.88.

ПЛАНЕТАРНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Планетарным называется зубчатый механизм, содержащий колеса с подвижными осями. Планетарные зубчатые механизмы широко распространены в технике, особенно транспортной, так как, обладая большим передаточным отношением, имеют малые габариты и вес. Иногда эти механизмы называют эпициклическими, так как траектории точек колес с подвижными осями при внешнем зацеплении представляют эпициклоиды. Простейший планетарный механизм представлен на рис. 5.25. Колесо 2 с подвижной осью называется сателлитом, центральное колесо 1 – солнечным, звено, несущее ось сателлита, называется водилом, его принято обозначать буквой Н.

 
 
 
 
Если колесо 1 подвижно, степень подвижности механизма, рассчитанная по формуле Чебышева, равна 2, Если остановить колесо 1, получим механизм с W = 1 (рис. 5.25б) Механизмы, у которых W>1, называются дифференциальными (зубчатыми дифференциальными). Если у планетарного механизма остановить водило, оставив колеса свободными, получим рядовую передачу.

Схема планетарных механизмов могут быть очень разнообразными. Практическое применение нашло, в основном, только несколько схем. Наиболее распространенные схемы представлены на рис. 5.26.

Механизм по схеме а получил название механизма Джеймса, а механизм по схеме в – механизм Давида. Наибольшее распространение получила схема а. Она характеризуется высоким к.п.д., практический диапазон передаточных отношений U = 3 – 8. Механизмы по схемам в и г могут иметь очень большие передаточные отношения, но у них низкий к.п.д. По схеме е выполняются мотор – редукторы, представляющие в одном агрегате двигатель и редуктор. Особенно перспективна схема д, здесь всего два колеса, высокий к.п.д., большое передаточное отношение.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ И УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ ПЛАНЕТАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ

Кинематический расчет планетарных механизмов значительно более сложен, чем рядовых механизмов. Он основан на методе обращения движения. Рассмотрим его на примере механизма на рис. 5.27. Считаем, что заданы числа зубьев колес Z1, Z2, Z3, Z4, угловая скорость входного колеса ω1. Требуется определить передаточное отношение U1н, угловую скорость выходного звена Н и угловую скорость колеса 2.

Сущность метода обращения движения состоит в следующем: придадим стойке механизма скорость вращения водила ωн, но в противоположном направлении. Тогда водило окажется неподвижным в абсолютной системе отсчета, а остальные звенья приобретут дополнительную скорость – ωн. Изобразим обращенный механизм рядом на схеме. Механизм с неподвижным водилом является зубчатым рядом, для него справедливы полученные ранее соотношения:

U14H = (ω1 - ωH) / (ω4 – ωH) (5.12)

Здесь верхний индекс Н указывает, что параметры относятся к обращенному механизму. Согласно формуле (5.11) имеем:

U14H = - Z2 Z4 / Z1 Z3

Из формулы (5.12) после некоторых преобразований следует:

U1H = ω1 / ωH = 1 - U14H

Полученная формула справедлива для любой схемы планетарного механизма. Она носит название формулы Виллиса.

Если требуется определить передаточное отношение от водила к колесу 1, то, имея в виду, что Uh2 = 1 / U1H, получим

Uh2 = 1 / (1 - U14H)

Зная U1H, можно найти ωН: ωН = ω1 / U1H. Для определения скорости ω2 следует рассмотреть одну ступень планетарного механизма и изобразить соответствующий ей обращенный механизм (рис.5.28). Для обращенного механизма

U12 = (ω1 – ωH) / (ω2 - ωH)

Отсюда уже не представляет сложности определить ω2.

5.25 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОМОБИЛЬНОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛА

 
 
Рассмотренный метод кинематического исследования применим также к анализу дифференциальных зубчатых механизмов. Одним из наиболее известных является автомобильный дифференциал (рис.5.29). Его назначение – передача движения от карданного вала к колесам автомобиля. Механизм, представленный на рис.5.29, включает главную передачу, образованную коническими колесами Z1и Z2, корпус дифференциала, являющийся в то же время водилом дифференциального механизма, нескольких сателлитов Z4 и двух центральных колес Z3 и Z5, жестко посаженных на полуоси колес.

Применим к этому механизму принцип обращения движения, сообщив ему скорость – ωН. На рис. представлен обращенный механизм. Для него можно записать

U35H = (ω3 – ωH) / (ω5 – ωH) = Z5 / Z3

Поскольку Z5 = Z3, U35H = -1. Знак минус указывает, что колеса Z3 и Z5 в обращенном механизме вращаются в противоположном направлении. Произведя подстановку, получим уравнение автомобильного дифференциала:

Ω3 + ω5 = 2 ωН (5.13)

Произведем анализ формулы (5.13). При движении по прямому участку дороги ω3 = ω5 = ωН, следовательно, дифференциал как бы жестко связывает полуоси, происходит кинематическая блокировка дифференциала. Совершенно по другому ведет себя дифференциал при движении по закруглению. Внешнее колесо движется с большой угловой скоростью, чем внутренне, но так, что их средняя скорость равна скорости водила. Если бы колеса были связаны жесткой осью, происходило бы пробуксовка одного или обоих колес, ухудшая эксплуатацию автомобиля. В том случае, когда одно колесо свободно пробуксовывает, второе колесе неподвижно. Скорость буксующего колеса равно 2ωН. В таких случаях применят механическую блокировку дифференциала.



infopedia.su

Передаточное отношение - это... Что такое Передаточное отношение?

Передаточное отношение() — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения, находится как отношение угловой скорости ведущего элемента () механической передачи к угловой скорости ведомого элемента() или отношение частоты вращения ведущего элемента () механической передачи к частоте вращения ведомого элемента () или отношение числа зубьев () (длины окружности, радиуса, диаметра) ведомого элемента к числу зубьев () (длине окружности, радиусу, диаметру) ведущего элемента механической передачи.

Характеристика передаточное отношение применима как к механической передаче с одной ступенью (одной кинематической парой), так и к механическим передачам со множеством ступеней. Во втором случае передаточное отношение всей механической передачи будет равно произведению передаточных отношений всех ступеней.[1]

Механизмы с передаточным отношением больше единицы — редукторы (понижающие редукторы), меньше единицы — мультипликаторы (повышающие редукторы).

Величина, обратная передаточному отношению, называется передаточное число().

Тем не менее, в нынешнее время понятия передаточное отношение и передаточное число означают одно и то же. Например, ГОСТы 16532-70, 21354-87 и др. величину () называют передаточным числом, а многие каталоги редукторов ту же величину называют передаточным отношением.

См. также

Литература

  1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.
  2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5
  3. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — ISBN 5-217-02962-5

Примечания

  1. ↑ Это неприменимо для планетарных передач.

dic.academic.ru

Что такое передаточное отношение

Очень часто для характеристики движения того или иного механизма используется такое термин, как передаточное отношение. Что это такое и в чем его суть, попробуем сейчас разобраться.

Каждый механизм характеризуется наличием входного и выходного вала и, соответственно, входных и выходных параметров, к которым, в частности, можно отнести взаимосвязанные между собой частоту вращения и угловую скорость. Двигатель всегда подключается в начале каждого устройства и передает движение на входной вал. Данный вал также называют ведущим, так как через него затем передается движение на механизм в целом и выходной (ведомый) вал в частности. При этом угловая скорость вала на выходе меняет либо свое значение, либо направление, либо то и другое. Поэтому для определения взаимосвязи или изменения характеристик вращения ведомого и ведущего валов и было некогда введено интересующее нас понятие.

Таким образом, можно утверждать, что передаточное отношение для любого механического устройства можно будет найти путем деления конечной угловой скорости на начальную. Учитывая существующую прямую зависимость между характеристиками движения вала, искомое отношение аналогичным образом находится через известные значения частот вращения валов. Так как производится деление одноименных величин, то найденный параметр не будет иметь размерности.

Передаточное отношение определяется не только для элементарных передач, но и для более сложных устройств. К ним, в частности, относятся коробки передач, многоступенчатые редукторы. Здесь возникают свои особенности расчетов. На последних устройствах остановимся более подробно.

Передаточное отношение редуктора будет зависеть от количества ступеней. Если в его состав входит только одна передача, то достаточно просто рассчитать искомое значение для нее как для простого устройства, чтобы достичь поставленной цели. Если же ступеней несколько, то общее передаточное отношение можно определять путем умножения передаточных чисел всех ступеней либо путем деления угловой скорости вала на входе в редуктор на угловую скорость на его выходе. Можно также воспользоваться знанием крутящего момента. Для этого нужно найти отношение на выходе и входе. Если оно больше единицы, то редуктор называется повышающим, если меньше – понижающим. Какой бы метод для своих расчетов вы не выбрали, во всех случаях должно получиться одно и то же числовое значение. Можно проверить правильность своих вычислений, воспользовавшись всеми перечисленными методами.

Передаточное отношение зубчатой передачи также определяется различными способами. Помимо выше перечисленных, можно также воспользоваться знанием числа зубьев на ведущем и ведомом колесах. Для этого достаточно найти отношение последнего значения и первого. Иногда в литературе подобным образом производится расчет передаточного числа, при этом отмечается, что оно не может быть меньше единицы. Однако в последнее время данные понятия слились воедино, и во многих современных учебниках по курсу «Детали машин» подобным образом рассчитывается именно отношение, а не только число. Это, по-видимому, правильно, так они фактически отражают одно и то же: как меняются входные и выходные параметры передачи, хотя изначально для определения отношения не имело значение, производится ли деление выходного параметра на выходной или наоборот.

Многие используют передаточное отношение для решения обратной задачи. Например, если мы знаем данную характеристику механизма и его входную угловую скорость, то для нахождения выходной достаточно будет умножить друг на друга названные параметры.

Надеюсь, прочитанная вами информация позволила заполнить некоторые пробелы в ваших знаниях, и вы сможете воспользоваться ею при выполнении различных инженерных расчетов.

fb.ru