Назначение и структура механического привода. Энерго-кинематические зависимости

Привод – устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин. Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно или с помощью дополнительных устройств (зубчатых, червячных, цепных, ременных и др. передач).

Состав привода

1 - Электродвигатель

2 – Клиноременная передача

3 – Редуктор одноступенчатый

4 - муфта

I – ведущий (быстроходный) вал редуктора, II – выходной (тихоходный) вал редуктора

Двигатель служит для сообщения системе энергии (крутящего момента).

Муфта служит для соединения валов, передачи крутящего момента и для компенсации несоосности валов. Кроме того, муфты служат для включения (отключения) механизмов при постоянно работающем двигателе (управляемые), предохранение механизмов от поломок при перегрузках (предохранительные), уменьшение динамических нагрузок (упругие). Часто муфты выполняют одновременно несколько функций.

Зубчатая передача – механизм, в котором передача крутящего момента происходит с ведущего вала на ведомый посредством зубчатых колес. Особенностями зубчатых передач являются: постоянство мгновенного передаточного числа, большие передаточные числа, возможность передачи больших мощностей (десятки тысяч киловатт), большие окружные скорости (до 150 м/с), высокая надежность и долговечность работы, передача энергии между валами, как угодно расположенными в пространстве, малые габариты, высокий к.п.д. Недостатки: необходимость высокой точности изготовления ко-лес, особенно высокоскоростных передач, большая стоимость изготовления, шум, вибрация.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники, муфты и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного задания. Наиболее распространены горизонтальные редукторы. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми и круговыми зубьями. Корпус чаще всего выполняют литым чугунным, реже сварным - стальным. Валы монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной или вертикальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.

Тема 2. Цилиндрические и конические зубчатые передачи.

Обычно в большинстве зубчатых колес можно выявить три основных элемента:

• обод– часть зубчатого колеса, несущая зубчатый венец ; наиболее часто обод совмещают с зубчатым венцом, но иногда их выполняют раздельными (например, из разных материалов);

• ступица-часть зубчатого колеса, соединяющая его с валом, несущим зубчатое колесо ; зубчатые колеса малого диаметра по сравнению с валом, несущим это колесо, выполняются, как правило, за одно целое с этим валом и называютсявал-шестерня;

• диск-часть зубчатого колеса, соединяющая обод со ступицей; в литых и сварных зубчатых колесах диск зачастую заменяется отдельнымиспицами.

В единичном и мелкосерийном производстве зубчатые колеса диаметром до 200 мм обычно изготавливают методом точения из круглого проката. Заготовку для колес диаметром до 600 мм часто получают ковкой, а в массовом производстве горячей штамповкой в двусторонних молото­вых штампах. Загото­вки колес большего диаметра в мелкосерийном производстве изготавливают сваркой, а в массовом производстве для этой цели используют технологию литья в земляные формы.

Толщина обода цилиндрических и конических зубчатых колес может быть выбрана по эмпирическому соотношению

, (5.1)

в котором m– модуль зацепления (для конических колес следует использовать внешний модульm_e (m_te)),b– ширина зубчатого венца.

Толщину диска принимают равной:

для цилиндрических колёс , (5.2)

для конических колёс . (5.3)

Диаметр ступицы -d_ст = 1,55×d, а её длину-l_ст = (0,8…1,5)×d, гдеd– посадочный диаметр вала.

У колес большого диаметра с целью экономии легированной стали иногда применяют насадной зубчатый венец (сборные зубчатые колёса), который крепится на ободе так, чтобы исключить возможность его проворачивания.