Инженер начинается в школе

Передачи

Как уже говорилось, служат для передачи («эстафеты») вращения от вала к валу.

Фрикционная передача состоит из двух соприкасающихся колес. Вращение одного из них преобразуется во вращение другого за счет трения, которое развивается при принуди­тельном прижатии одного колеса к другому при помощи пружин или грузов.

В зависимости от формы и расположения колес различа­ют передачу цилиндрическую, коническую и лобовую (рис. 64). Колеса цилиндрической передачи могут быть с прямым и клинчатым ободом.

Лобовая фрикционная передача устанавливается на вза­имоперпендикулярных валах и применяется в тех случаях, когда необходимо изменять число оборотов ведомого колеса в широких пределах или когда необходимо иметь реверсив­ную передачу. И то и другое осуществляется перемещением ведомого колеса А. (Его различные положения показаны на рисунке 64 пунктиром). Примером применения реверсивной передачи является фрикционный винтовой пресс (рис. 67).

В конической фрикционной передаче угол между валами может быть любым, но в большинстве случаев он равен 90°.

Для правильной работы колес оба конуса должны иметь общую вершину.

Фрикционная передача с клинчатыми колесами приме­няется для уменьшения силы нажатия колес, что очень важ­но, так как при этом уменьшается изнашивание колес и под­шипников, а также потери на трение цапф в подшипниках.

Для того чтобы регулировать силу сцепления колес в любой фрикционной передаче, одно из колес должно иметь возможность перемещаться перпендикулярно относительно оси другого колеса.

Для фрикционных передач обычно применяют матери­алы с большим коэффициентом трения. Например, ведущие колеса обтягивают кожей или резиной, а ведомые изготав­ливают из чугуна. Но бывают и исключения.

Фрикционная передача используется для включения ко­робки скоростей токарного станка, намотки ниток на шпуль­ку швейной машины и многого, многого другого. Применяют фрикционную передачу и юные техники, например, для авто­моделей.

Задание № 12. По схеме (рис. 65) разработать ра­бочие чертежи и сделать модель фрикционного пресса.

Технические условия: ход пресса 50 мм.

Зубчатая передача состоит из двух зубчатых колес. Пе­редача движения в ней осуществляется нажатием зубьев одного колеса на зубья другого.

В зависимости от формы колес и их взаимного располо­жения различают следующие виды зубчатых передач: ци­линдрическую, коническую, червячную, винтовую, рееч­ную.

Достоинством зубчатой передачи является постоянство передаточного отношения I.

Г2

Где: Zl — число зубьев ведущего колеса, z2 — число зубьев ведомого колеса.

Зубчатые колеса часто называют шестернями.

Цилиндрическая зубчатая передача (рис. 66—I) состоит из двух или нескольких цилиндрических колес, установлен­ных на параллельных валах.

Коническая передача состоит из двух конических колес, находящихся на двух валах, оси которых пересекаются. Угол пересечения осей может быть любым, но обычно он равен 90° (рис. 66—II).

Винтовая передача применяется для валов, оси которых перекрещиваются, но не пересекаются. Она состоит из двух цилиндрических колес с зубцами, расположенными по вин­товым линиям (рис. 66—IV). Угол перекрещения может быть любым, но обычно он равен 90°.

Реечная передача (рис. 66—III) служит для преобразо­вания вращательного движения шестерни в возвратно-посту - пательное движение рейки и наоборот. Рейку можно рас­сматривать как вытянутую в прямую линию окружность большого зубчатого колеса.

Все перечисленные зубчатые передачи включают зубча­тые колеса круглой формы. Но бывают «зубчатки» с коле­сами иной формы, например эллиптической.

В технике зубчатые передачи очень распространены. Рассмотрим на примере расчета цилиндрической прямозубой передачи основные понятия, необходимые для сознательного подбора того или иного типа передачи.

В основе расчета зубчатого колеса лежит нахождение диаметра его начальной окружности. Это окружность, про­ходящая посередине между выступами и впадинами зубьев. Диаметр начальной окружности вычисляется по формуле:

D = z-m,

Где: г — число зубьев,

G Инженер начинается в школе

Т — модуль зацепления. Модулем зацепления называется отношение шага зацеп­ления T к числу я (3,14), то есть

Модуль всегда измеряется в миллиметрах и показывает, сколько миллиметров диаметра колеса приходится на один его зуб.

Наружный диаметр цилиндрического зубчатого колеса £>нар = Z-M+2M=D+2M=M(Z+2),

Например, для колеса с числом зубьев 2=30 и модулем т= = 1,5 мм

/)нар = 30-1,5+2-1,5=48 мм.

Для колеса с 2=60

£>нар =60-1,5+2-1,5=93 мм. При модуле т=2 соответственно будет: £>зо=30.2+2-2=64 мм. £>60=60.2+2.2=124 мм.

Если колеса находятся на расстоянии друг от друга и их зубья не соприкасаются, то их можно соединить при помощи промежуточного колеса. Оно передаточного отно­шения не изменяет, а только меняет направление вращения ведомого колеса.

Если передаточное число велико, то иногда бывает необ­ходимо ставить не одну, а большее число пар зубчатых ко­лес. В этом случае

Z1-Z3-Z5-Z7-Z9 ......... и т. д.

Z2'Z4-Z6'Z8-Z1Q •...... и т. д.

Где z — в числителе указывают числа зубьев ведущих колес, а в знаменателе — числа зубьев ведомых колес.

При установке зубчатых колес большое значение имеет соблюдение точного расстояния между их осями. Оно дол­жно равняться сумме радиусов начальных окружностей колес плюс 0,1—0,2 мм.

Если зазор будет меньше, колеса будут вращаться с тру - дом, если больше — будет слишком шумно, ну, а если рас­
стояние между осями будет меньше суммы радиусов — одно из колес просто нельзя будет надеть на вал.

Юные техники, размечая отверстия для валов, соединяе­мых зубчатыми колесами, очень часто бывают недостаточно внимательными, а соединения, выполненные кое-как, не только работают с меньшим коэффициентом полезного дей­ствия, но и гораздо менее надежны в работе и менее дол­говечны.

Для улучшения работы зубчатых колее следует произ­водить их предварительную обкатку, то есть установить их на стенд или даже на модель или изделие и дать им возмож­ность покрутиться несколько часов вхолостую. После этого передачу нужно разобрать, промыть в керосине, а затем смазать и собрать снова.

Червячная передача (рис. 66—V) состоит из червяка (обычно стального), имеющего форму винта, и червячного зубчатого колеса (бронзового или чугунного), которое, по сути дела, представляет собой гайку, частично охватываю­щую нитки червяка.

Подобно винтам, червяки бывают однониточные, двухни- точные и многониточные. Валы червяка и червячного колеса скрещиваются между собой, но не пересекаются. Угол скре­щивания может быть любой, но обычно он равен 90

Передаточное число червячной передачи

П2 г2

Где: п 1 — число оборотов червяка, П. г — число оборотов колеса, Zi — число ниток червяка, z2 — число зубьев червячного колеса.

Червячная передача по сравнению с другими допускает значительно большее передаточное число. Например, при сравнительно небольших размерах передачи, имея однони - точный червяк, а червячное колесо со 100 зубьями, получим

. _ 1 *ч~Тбб'

Что ни в какой другой передаче недостижимо (при одной паре колес).

Таким образом, одна червячная передача может заменить 2—3 и даже более последовательно включенных зубчатых

Или иных передач. Кроме того, червячная передача работает бесшумно, что также очень ценно.

Червячная передача, как правило, является самотормо­зящейся, то есть передача вращения в ней производится только от червяка к колесу. Это позволяет использовать ее в грузоподъемных машинах — лебедках, подъемных кра­нах, тельферах — без применения тормозных устройств.

В зависимости от скорости вращения червячные передачи разделяются на тихоходные и быстроходные. Быстроходные применяются главным обра­зом для уменьшения большого числа оборотов мотора в гру­зоподъемных и транспортных устройствах. Быстроходные передачи должны выполнять­ся очень тщательно и из высо­кокачественных материалов.

Ременные передачи — это передачи гибкие. Они соеди­няют два колеса (шкива), расположенные на расстоянии друг от друга. Передача вра­щения происходит за счет тре­ния между ремнем и шки­вами. Достоинством передачи

Является возможность соединения шкивов, расположен­ных не только на значительных расстояниях друг от друга, но и под различными углами.

Недостатком передачи является проскальзывание ре­мня, что не обеспечивает постоянства передаточного отно­шения.

Если расстояние между шкивами невелико, то для умень­шения проскальзывания ремня его ведущую ветвь (ту, ко­торая идет от двигателя) нужно прижать при помощи натяж­ного ролика (леникса). Он ставится также при большой раз­нице диаметров шкивов (большом передаточном числе) и увеличивает угол охвата ремнем меньшего шкива. Ос­новные виды плоскоременных передач приведены на рис. 67.

Клиноременная передача (рис. 76) схожа с фрикцион­ной передачей, с той лишь разницей, что колеса располо­жены на расстоянии друг от друга. В отличие от плоскоре­менной передачи, клиноременная может соединять только валы, расположенные в одной плоскости. Передача широко применяется на станках.

Цепная передача (рис. 71) состоит из двух зубчатых колес (звездочек), соединенных между собой цепью.

Достоинствами передачи являются постоянное переда­точное отношение и компактность, а ее недостатками — постоянное растяжение цепи и шум.

Цепную передачу широко применяют и юные техники на велосипедах, мотороллерах, картах.