Передачи

Муфты

Муфты применяются для соединения валов друг с другом или валов с деталями и передачи вращающего момента. Существует большое разнообразие конструкций муфт. В торговом машиностроении применяются втулочные, дисковые (фланцевые), упругие втулочно-пальцевые и сцепные муфты различных видов (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Муфты

Самая простая по конструкции втулочная муфта представляет собой втулку, которая насаживается на концы валов и крепится к ним различными способами: шпонками, штифтами, винтами или с помощью шлицев.

Фланцевые муфты состоят из двух дисков (полумуфт), которые насаживаются на концы валов и крепятся к ним с помощью шпонок. Полумуфты стягиваются друг к другу болтами (а).

Для предотвращения деформации валов и компенсации небольших смещений соединяемых валов, смягчения ударных нагрузок, например у вибрационных машин, применяют компенсирующие муфты. Однако наибольшее распространение среди них получили упругие втулочно-пальцевые муфты (б), которые, как и фланцевые, крепятся на валах. Вместо болтов расположены пальцы, на концы которых надеты резиновые втулки. Такие муфты более бесшумны.

Часто в машинах необходимо без остановки соединять или отсоединять валы друг от друга. Для этой цели применяют сцепные муфты различных видов. Наибольшее распространение получила кулачковая муфта (в, г), состоящая из двух полумуфт, имеющих на поверхности кулачки прямоугольного или трапецеидального профиля. Одна полумуфта жестко крепится с помощью шпонки на ведущем валу, а другая полумуфта — с помощью направляющей шпонки на ведомом валу и может перемещаться вдоль него посредством отводки.

Обгонные муфты позволяют передавать вращающий момент с ведущего вала на ведомый только в одном направлении и вращаться ведомому валу с большей скоростью, чем ведущий.

Передачами называются механизмы, которые передают движение (механическую энергию) от ведущего вала к ведомому, при необходимости изменяя скорость вращения и направление движения. Передачи характеризуются передаточным числом, которое можно определить как отношение скоростей вращения валов, диаметров колес (валов) или числа зубьев колес (звездочек) по одной из следующих формул:

где i — передаточное число;

n1 — скорость ведущего вала, об/мин;

n2 — скорость ведомого вала, об/мин;

D1 — диаметр ведущего колеса, мм;

D2 — диаметр ведомого колеса, мм;

z1 — число зубьев ведущего колеса;

z2 — число зубьев ведомого колеса.

Как правило, передаточное число имеет постоянное значение.

Передачи, где возможно плавное регулирование скоростей на ходу, называются вариаторами.

Различают следующие виды передачи: с гибкой связью и с жесткой связью; трением и зацеплением. К передачам с гибкой связью относятся ременные и цепные (рис. 1.17, г, д), с жесткой связью — фрикционные (а), зубчатые (б), червячные (в); к передачам трением — фрикционные (а) и ременные (г), к передачам зацеплением — зубчатые, червячные и цепные.

Рис. 1.17. Передачи

Ременные передачи. Состоят из двух шкивов и надетого на них бесконечного ремня (рис. 1.18, а). Передача движения происходит за счет силы трения, которая возникает между поверхностями ремня и шкива.

По виду ремня различают плоскоременные (б), клиноременные (в), поликлиновые (г) и круглоременные (д) передачи. В подавляющем большинстве ременные передачи передают движение параллельным валам. Натяжение ремня можно регулировать увеличением расстояния между шкивами или с помощью натяжного ролика (е).

Преимуществами ременных передач являются простота изготовления, бесшумность и плавность хода, возможность передавать движение на большое расстояние, самопредохранения (при перегрузках — пробуксовывание ремня), а также возможность одним ремнем привести в действие несколько валов (ж).

Рис. 1.18. Ременные передачи

К недостаткам относятся: невозможность передачи больших мощностей, непостоянство передаточного числа (при пробуксовывании), пониженный КПД (92—95%), растяжение (провисание) ремня, соскальзывание ремня со шкива.

Цепные передачи. Состоят из двух зубчатых колес (звездочек), на которые надета гибкая бесконечная цепь (рис. 1.19, а). Передача движения осуществляется за счет зацепления зубьев звездочки со звеньями шарнирной цепи.

Цепная передача вращает только параллельные валы. Цепь бывает двух видов: роликовая (а, в) и зубчатая (б). Наиболее распространена роликовая.

Рис. 1.19. Цепные передачи

Преимуществами цепной передачи являются возможность передавать движение на большое расстояние, одной цепью приводить в действие несколько валов (г), при необходимости вращать их в разные стороны, достаточно высокий КПД (97—98%). Недостатки: сложность изготовления, большой шум при работе по сравнению с ременной передачей, растяжение цепи из-за износа шарниров и поэтому необходимость периодического натяжения цепи, а также необходимость смазки.

Зубчатые передачи. Состоят из двух зубчатых колес, зубья которых входят в зацепление друг с другом; при вращении зубья ведущего толкают зубья ведомого колеса.

Форма колес бывает цилиндрическая (рис. 1.20, а, б, в, г, з) для передачи движения параллельным валам и коническая (д, е, ж, и) для передачи движения валам с пересекающимися осями.

Рис. 1.20. Зубчатые передачи

Различают зубчатые передачи с внешним зацеплением (а, в, г, д, е, ж, и), в которых зубья расположены снаружи колеса, что позволяет изменять направление движения на противоположное, и с внутренним зацеплением (б), сохраняющим направление движения. По форме зубьев передачи бывают прямозубые (а, б, д), у которых зубья расположены параллельно оси колеса, косозубые (в, е, з, и), у которых зубья расположены под углом к оси колес, шевронные (г), у которых зуб имеет форму угла, круговые (ж), винтовые (з, и). Шевронные зубья имеют наибольший КПД, но наиболее сложны в изготовлении; используются в основном когда надо передать очень большие мощности.

Разновидностью зубчатой передачи является зацепление типа рейка — шестерня (к) — реечная передача, которая может превращать один вид движения в другой в зависимости от того, какая деталь является ведущей. Если шестерня является ведущей и совершает вращательное движение, то рейка совершает поступательное движение. Если шестерня совершает реверсивное вращение, то рейка — возвратно-поступательное, и наоборот. Если ведущей является рейка, совершающая возвратно-поступательное движение, то шестерня будет совершать реверсивное движение.

Преимуществами зубчатых передач являются самый высокий КПД из всех передач (до 99% при хорошей смазке), компактность, долговечность, надежность, возможность передавать движение в разных направлениях. Недостатки: сложность в изготовлении, шум при работе, невозможность плавного изменения скорости движения, необходимость смазки.

Червячные передачи. Состоят из червяка и червячного колеса (рис. 1.21).

Червяк имеет форму винта и является только ведущим, зубья червячного колеса входят во впадины резьбы червяка. Червячная передача позволяет передавать вращательное движение валам со скрещивающимися осями (чаще под прямым углом).

Рис. 1.21. Червячная передача

Преимуществами данного типа передач являются большое передаточное число (100 и более), что позволяет выиграть в силе, компактность, плавность, возможность самоторможения. Недостатки: сложность и трудоемкость в изготовлении, невысокий КПД (до 70%), а у самотормозящихся — еще ниже (менее 50%), повышенный нагрев, необходимость смазки.

Фрикционные передачи. Состоят из двух колес (катков), прижатых друг к другу и передающих движение за счет силы трения (см.рис. 1.17, а). Цилиндрические катки передают движение параллельным валам (рис. 1.22, a), a конические — пересекающимся (б).

Рис. 1.22. Фрикционные передачи

Преимущества: просты по конструкции, бесшумны, самопредохраняющиеся. Недостатки: малый КПД (до 80—90%), непостоянство передаточного числа, быстрый износ катков, необходимость в постоянном прижатии катков, поэтому практически в торговом машиностроении не применяются.

Дата добавления: 2015-06-25