Механические передачи

Опубликовано admin Сен 4, 2012 в Доводочные станки

Механические передачи, как и передачи вообще,— это механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние с изменением частоты вращения, крутящего момента, линейной скорости, а иногда и с преобразованием видов и законов движения (вращательного в поступательное, равномерного в пульсирующее и т. д.). Рассмотрим наиболее часто употребляющиеся передачи и механизмы.

Ременная передача. Она состоит из двух шкивов, установленных на параллельных валах, и ремня (или ремней), натянутого с определенной силой и передающего окружную силу за счет сил трения. Шкив, которому задается вращение, называется ведущим, а шкив, получающий вращение за счет движения ремня, называется ведомым. Ременная передача может быть плоско- или клиноременной. Клиновые ремни в сечении имеют трапецеидальный профиль, и сила трения в этом случае возникает по его боковым поверхностям. Размеры поперечного сечения и материал ремня будут определять наибольшую передаваемую мощность.

Остальные кинематические зависимости определяют из условия, что линейная скорость ремня на всем пути должна быть постоянной. Тогда частота вращения шкивов будет различаться в определенное число раз, называемое передаточным.

Достоинства ременных передач: плавность и бесшумность работы; простота, надежность и легкость в обслуживании; способность предохранять станок от поломок в случае перегрузок и ударных нагрузок. Их недостатки: непостоянство передаточного числа в результате проскальзывания ремня, громоздкость.

Являясь первым кинематическим звеном в передаче движения от двигателя к исполнительным механизмам, ременная передача предохраняет их от нежелательных колебаний.

Цепная передача. В отличие от ременной цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и приводной цепи, звенья которой сцепляются с зубьями звездочек. Соотношение основных кинематических зависимостей аналогично ременным передачам. Достоинства цепной передачи: постоянство передаточного отношения, так как цепь при огибании не проскальзывает; компактность; отсутствие предварительного натяжения. Недостатки: нет постоянство скорости движения цепи, шум в работе, сложность смазки ее шарниров.

В станках для отделочной обработки цепные передачи применяют лишь в условиях малых частот вращения: например, в приводе валкового подающего устройства бесцентровых суперфинишных станков.

Зубчатое зацепление. Зубчатое зацепление — это механизм, состоящий из двух колес с зубьями, посредством которых передается или преобразуется вращательное движение. Для передачи движения между параллельными валами применяются цилиндрические колеса наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями. При пересекающихся осях валов передача осуществляется коническими колесами, а в случае перекрещивающихся — винтовыми и червячными.

Во всех зубчатых передачах основными рабочими поверхностями зубьев являются боковые. Профили зубьев должны обеспечивать малые скорости скольжения и быть легкими при изготовлении зубчатых колес с различным числом зубьев, таким профилем является эвольвентный.

Для передачи различных крутящих моментов изготовляют зубчатые колеса различной ширины и с различными размерами зубьев. В качестве основного параметра, от которого зависят все элементы зубчатого колеса, принят модуль зубьев где шаг зацепления — расстояние между профилями двух смежных зубьев, измеренное по делительной окружности. Если на колесе нарезано г зубьев, то диаметр делительной окружности d = гт. Высота зуба колеса 2,25 т.

Зубчатые передачи обладают большой долговечностью и надежностью в работе, высоким КПД, малыми габаритными размерами, постоянством передаточного числа. Их относительно высокая стоимость и шум в работе при высоких частотах вращения являются недостатком, однако благодаря отмеченным достоинствам зубчатые передачи всех видов находят исключительно широкое применение во всех механизмах станков для абразивно-отделочной обработки. Степень точности зубчатой передачи будет зависеть от требований, предъявляемых к механизму (кинематическая погрешность, уровень шума и т. п.).

Реечная передача. Реечная передача является частным случаем зубчатых передач, когда одно из кола; имеет бесконечно большой диаметр, и применяется для преобразования вращательного движения колеса в поступательное движение рейки или наоборот.

Если ось колеса неподвижна и колесо получает вращение (по стрелке), то рейка и связанный с ней исполнительный механизм поступательно перемещаются в направлении стрелки. Если сообщить поступательное движение рейке (например, в направлении стрелки), то это движение может быть преобразовано во вращение колеса. Если же по неподвижной рейке перекатывать колесо (по стрелке), то механизм, связанный с осью колеса, переместится поступательно в направлении стрелки.

Винтовая передача. Назначение этой передачи аналогично реечной. Достоинствами ее являются: возможность получения медленного и точного поступательного перемещения механизма, связанного с гайкой, при вращении винта; простота и компактность конструкции. Иногда винтовые передачи применяют для того, чтобы получить большой выигрыш в силе.

При вращении винта, гайка, навернутая на винт и удерживаемая от поворота стопорным винтом (или другим способом), движется поступательно вдоль оси винта по стрелке.

Винтовая передача, в которой трение скольжения заменено трением качения. В этом случае пространство между резьбовыми поверхностями винта и гайки заполнено шариками. При вращении винта шарики перекатываются, как в подшипнике качения, перемещаясь по специальному каналу, который соединяет последний виток резьбы в гайке с первым. Высокий КПД передачи и возможность полного устранения зазоров в ней позволяют осуществить малые перемещения с большой точностью. Поэтому, несмотря на сложность изготовления, винтовые передачи с трением качения применяют в механизмах подачи внутришлифовальных станков высокой точности. Винтовые передачи с трением скольжения широко используют для установочных перемещений механизмов суперфинишных, ленточно-шлифовальных, притирочных станков (например, в механизме установки суперфинишной головки, в механизме настройки кулачка ленточно-шлифовального станка и т. п.).

Вариаторы. Механическая передача, позволяющая бесступенчато регулировать частоту вращения ведомого вала, называется вариатором.

Существуют две принципиально разные схемы таких механизмов. В вариаторе с раздвижными конусами и промежуточным звеном конусы перемещаются по шлицевым валам с помощью механизма, состоящего из винта левой и правой резьбой и тяг. При вращении винта сближение конусов сопровождается одновременным раздвиганием конусов. При этом меняются радиусы контакта промежуточного звена с конусами, а, следовательно, и передаточное отношение. В качестве промежуточного звена может быть принят ремень, металлическое кольцо или специальная цепь. При этом несколько меняется вид рабочей поверхности конусов.

В схеме вариатора две чашки установлены на ведущем и ведомом валах. Между ними в качестве промежуточного звена размещены ролики. Рабочая поверхность чашек — тор, роликов — конус. При повороте роликов меняется диаметр контакта их конических поверхностей с поверхностью чашек, что вызывает изменение частоты вращения ведомого вала.

Вариаторы с раздвижными конусами могут обладать мощностью до 8 кВт с диапазоном регулирования 6, 9, 12.