Avtonova37.ru

Авто мастер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Через что на колесо передается вращательное движение

CASTLE.PRI.EE

Механизмы передачи движения

Механизм – это сочетание деталей (звеньев), предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемое движение других тел.

В механизме различают ведущую и ведомую детали.

Одно из звеньев, которое передает движение другому, называют ведущим.

А звено, которое получает движение от ведущего звена, называют ведомым.

Ведущее звено приводится в движение внешней силой (рука, нога, электродвигатель и т.п.), а ведомое звено приходит в движение от ведущего.

Механизмы, предназначенные для передачи движения с преобразованием скорости и крутящего момента, называются механизмами передачи движения.

При помощи передач изменяют скорость, направление движения, преобразуют вращательное движение в поступательное и винтовое.

По способу передачи вращательного движения передачи разделяются на передачи трением (ременные, фрикционные) и передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).

На короткие расстояния движение передается с помощью винтового или зубчатого механизмов.

Зубчатые механизмы бывают цилиндрические и конические (состоящие из цилиндрических или конических колес).


Для передачи вращения на большие расстояния используется ременная передача, состоящая из двух шкивов и надетого на них ремня.

Ремни бывают плоские и клиновидные.

Если шкивы (или зубчатые колеса) неодинаковы по диаметру, то они вращаются с разной частотой.

Отношение частот вращения ведущего и ведомого шкивов (зубчатых колес) называется передаточным отношением.

Отношение диаметра D2 ведомого шкива к диаметру D1 ведущего шкива называется передаточным числом.

В механизмах и машинах движение не только передается, но и преобразуется (вращательное в поступательное и наоборот).

Для этого применяется, например, реечный механизм преобразует вращательное движение зубчатого колеса в поступательное движение зубчатой рейки, или наоборот.

Шкивы и зубчатые колеса закрепляют на валах с помощью шпонок.

Шпоночное соединение предназначено для соединения вала с надетой на него деталью с целью передачи крутящего момента.

Шпонка плотно входит в пазы деталей и не дает им возможности проворачиваться относительно друг друга.

Такое неподвижное соединение называется шпоночным.

Крепёжной деталью в соединении является шпонка, которая и дала наименование соединению.

Первыми в технике стали применяться клиновые шпонки, затем появились другие разновидности: призматические, сегментные, цилиндрические.


Условное графическое изображение механизмов

Реечный механизм с прямозубым зацеплением

Кривошипно-ползунный механизм с двумя ползунами

Червячный механизм

Кривошипно-ползунный механизм паровой машины

8.2: Передача механической мощности

Как описывалось в Блоке 7, мощность представляет собой коэффициент проделанной работы (например, насколько быстро ученик может нести рюкзак, нагруженный книгами весом 15 фунтов, вверх по лестнице). Мощность также может пониматься как коэффициент преобразования энергии (например, насколько быстро ученик может преобразовать химическую энергию мышц в механическую энергию для подъема рюкзака вверх по лестнице).

Передача мощности определяется как передача энергии из источника ее генерирования или хранения в точку ее рабочего применения. Посмотрите на электричество: электрическая энергия хранится в батарее, затем передается по проводам к электромотору, где преобразуется в механическую энергию работы.

Механическая мощность может быть передана на большие расстояния различными способами. В данном блоке основной акцент будет сделан на передачу механической энергии в форме вращательного движения (например, если присутствует ввод от стороны вращения при определенном крутящем моменте, мощность которого необходимо преобразовать в другую форму на выходе).

Ось передает движение от точки к точке по оси движения. Одним из распространенных примеров этого процесса является ведущая ось автомобиля. В осях мощность передается через шпонки, шлицы и многоугольные оси.

В VEX в качестве элемента системы движения используются четырехсторонние многоугольные (квадратные) оси. Это означает, что ось будет передавать крутящий момент непосредственно к любому элементу с квадратным отверстием, соответствующем форме оси. Квадратная ось имеет скругленные грани, что позволяет использовать ее также в конструкциях с круглыми отверстиями.

Еще одним способом передачи механической мощности являются зубчатые передачи (ЗП). Существует множество различных зубчатых передач, часто встречающихся в мире.

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Наиболее распространенным типом передач являются цилиндрические прямозубые передачи. Когда люди думают о передачах, они представляют именно их.

Цилиндрические прямозубые шестерни передают движение между двумя валами, вращающимися параллельно друг другу. Эти шестерни характеризуются формой зубьев, расположенных прямо и параллельно оси, на которой вращаются. Эти основная форма передачи механической мощности в системе проектирования VEX Robotics Design System. Помимо прочего, цилиндрические прямозубые передачи встречаются практически во всех существующих в мире механизмах, от автомобилей до механизмов, открывающих лотки DVD-плееров.

КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Конические шестерни имеют форму конуса и передают мощность между валами, оси движения которых пересекаются.

Читать еще:  Размер колес на ваз 2114 r14

Конические передачи могут передавать мощность между валами при разных углах, но наиболее распространенным типом конической передачи является передача с углом 90 градусов, как показано в примере выше.

КОРОННЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Коронные шестерни представляют собой разновидность конических шестерен, где зубья располагаются перпендикулярно торцу шестерни.

Коронные шестерни могут зацепляться с коническими и цилиндрическими прямозубыми шестернями (как показано в примере выше) таким образом, чтобы движение передавалось между валами с пересекающимися осями вращения. .

ЧЕРВЯЧНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Червячные передачи всегда состоят из червячной шестерни (червяка) и червячного колеса, зацепляющихся друг с другом для передачи мощности между перпендикулярными валами, оси вращения которых располагаются на удалении друг от друга.

Червячная шестерня по форме напоминает винт. При вращении она поворачивается, зацепляясь с червячным колесом. Данный тип парной передачи используется для создания большого механического преимущества в пределах малого пространства. В этой парной передаче, червячная шестерня может направлять червячное колесо, но червячное колесо не может управлять движением червячной шестерни. Поэтому червячные передачи полезны в механизмах, где необходимо исключить возможность обратного хода.

КОСОЗУБЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ:

Косозубые шестерни напоминают по форме цилиндрические, но их зубья закручены по форме спирали. Эти шестерни могут использоваться для передачи мощности между двумя параллельными либо между двумя перпендикулярными не пересекающимися осями движения.

ЭПИЦИКЛИЧСКИЕ (ПЛАНЕТАРНЫЕ) ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Комплект эпициклических, или планетарных, шестерен состоит из одной или нескольких планетарных шестерен (Planet), вращающихся по шестерне внешнего кольца и приводимых в движение центральной шестерней (Sun). Перемещаясь, планетарные шестерни обычно одновременно двигают водило планетарной передачи.

Интересно то, что планетарные передачи могут использоваться несколькими способами, при этом разные шестерни будут выполнять функции входов и выходов. Например, центральная шестерня (Солнце) может использоваться в качестве входа, а водило — в качестве выхода, если кольцевая шестерня находится в неподвижном положении, либо кольцевая шестерня может использоваться в качестве входа и центральная — в качестве выхода, если водило находится в неподвижном положении. Суммарное механическое преимущество планетарной передачи изменяется в зависимости от используемой конфигурации.

РЕЕЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Реечная передача — это передача, монтируемая на прямой рейке таким образом, чтобы при приложении крутящего момента со стороны цилиндрической шестерни (шестерни зубчатой рейки) она перемещалась линейно.

Реечные передачи часто используются для преобразования вращательного движения в линейное движение. В автомобилях данный тип передач используется для преобразования вращательного движения рулевого колеса в линейное движение влево и вправо для управления направлением движения автомобиля. Поэтому тип управления автомобилем называется «реечным».

В соревновательной робототехнике существует множество применений реечной шестерни для создания линейных исполнительных механизмов для приводов.

8.2: Передача механической мощности

Как описывалось в Блоке 7, мощность представляет собой коэффициент проделанной работы (например, насколько быстро ученик может нести рюкзак, нагруженный книгами весом 15 фунтов, вверх по лестнице). Мощность также может пониматься как коэффициент преобразования энергии (например, насколько быстро ученик может преобразовать химическую энергию мышц в механическую энергию для подъема рюкзака вверх по лестнице).

Передача мощности определяется как передача энергии из источника ее генерирования или хранения в точку ее рабочего применения. Посмотрите на электричество: электрическая энергия хранится в батарее, затем передается по проводам к электромотору, где преобразуется в механическую энергию работы.

Механическая мощность может быть передана на большие расстояния различными способами. В данном блоке основной акцент будет сделан на передачу механической энергии в форме вращательного движения (например, если присутствует ввод от стороны вращения при определенном крутящем моменте, мощность которого необходимо преобразовать в другую форму на выходе).

Ось передает движение от точки к точке по оси движения. Одним из распространенных примеров этого процесса является ведущая ось автомобиля. В осях мощность передается через шпонки, шлицы и многоугольные оси.

В VEX в качестве элемента системы движения используются четырехсторонние многоугольные (квадратные) оси. Это означает, что ось будет передавать крутящий момент непосредственно к любому элементу с квадратным отверстием, соответствующем форме оси. Квадратная ось имеет скругленные грани, что позволяет использовать ее также в конструкциях с круглыми отверстиями.

Еще одним способом передачи механической мощности являются зубчатые передачи (ЗП). Существует множество различных зубчатых передач, часто встречающихся в мире.

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Наиболее распространенным типом передач являются цилиндрические прямозубые передачи. Когда люди думают о передачах, они представляют именно их.

Цилиндрические прямозубые шестерни передают движение между двумя валами, вращающимися параллельно друг другу. Эти шестерни характеризуются формой зубьев, расположенных прямо и параллельно оси, на которой вращаются. Эти основная форма передачи механической мощности в системе проектирования VEX Robotics Design System. Помимо прочего, цилиндрические прямозубые передачи встречаются практически во всех существующих в мире механизмах, от автомобилей до механизмов, открывающих лотки DVD-плееров.

Читать еще:  Как подтянуть ручник на лада приора

КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Конические шестерни имеют форму конуса и передают мощность между валами, оси движения которых пересекаются.

Конические передачи могут передавать мощность между валами при разных углах, но наиболее распространенным типом конической передачи является передача с углом 90 градусов, как показано в примере выше.

КОРОННЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Коронные шестерни представляют собой разновидность конических шестерен, где зубья располагаются перпендикулярно торцу шестерни.

Коронные шестерни могут зацепляться с коническими и цилиндрическими прямозубыми шестернями (как показано в примере выше) таким образом, чтобы движение передавалось между валами с пересекающимися осями вращения. .

ЧЕРВЯЧНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Червячные передачи всегда состоят из червячной шестерни (червяка) и червячного колеса, зацепляющихся друг с другом для передачи мощности между перпендикулярными валами, оси вращения которых располагаются на удалении друг от друга.

Червячная шестерня по форме напоминает винт. При вращении она поворачивается, зацепляясь с червячным колесом. Данный тип парной передачи используется для создания большого механического преимущества в пределах малого пространства. В этой парной передаче, червячная шестерня может направлять червячное колесо, но червячное колесо не может управлять движением червячной шестерни. Поэтому червячные передачи полезны в механизмах, где необходимо исключить возможность обратного хода.

КОСОЗУБЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ:

Косозубые шестерни напоминают по форме цилиндрические, но их зубья закручены по форме спирали. Эти шестерни могут использоваться для передачи мощности между двумя параллельными либо между двумя перпендикулярными не пересекающимися осями движения.

ЭПИЦИКЛИЧСКИЕ (ПЛАНЕТАРНЫЕ) ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Комплект эпициклических, или планетарных, шестерен состоит из одной или нескольких планетарных шестерен (Planet), вращающихся по шестерне внешнего кольца и приводимых в движение центральной шестерней (Sun). Перемещаясь, планетарные шестерни обычно одновременно двигают водило планетарной передачи.

Интересно то, что планетарные передачи могут использоваться несколькими способами, при этом разные шестерни будут выполнять функции входов и выходов. Например, центральная шестерня (Солнце) может использоваться в качестве входа, а водило — в качестве выхода, если кольцевая шестерня находится в неподвижном положении, либо кольцевая шестерня может использоваться в качестве входа и центральная — в качестве выхода, если водило находится в неподвижном положении. Суммарное механическое преимущество планетарной передачи изменяется в зависимости от используемой конфигурации.

РЕЕЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Реечная передача — это передача, монтируемая на прямой рейке таким образом, чтобы при приложении крутящего момента со стороны цилиндрической шестерни (шестерни зубчатой рейки) она перемещалась линейно.

Реечные передачи часто используются для преобразования вращательного движения в линейное движение. В автомобилях данный тип передач используется для преобразования вращательного движения рулевого колеса в линейное движение влево и вправо для управления направлением движения автомобиля. Поэтому тип управления автомобилем называется «реечным».

В соревновательной робототехнике существует множество применений реечной шестерни для создания линейных исполнительных механизмов для приводов.

Детали передач

У часового механизма, токарного станка и многих других машин передача вращательного движения от одного вала к другому осуществляется с помощью зубчатых колес, насаженных на валы. Здесь одно колесо ведущее, а другое ведомое. Малое зубчатое колесо, называемое шестерней, бывает обычно ведущим. При этом большое колесо вращается во столько раз медленнее малого, во сколько число его зубьев больше числа зубьев шестерни. Отношение числа оборотов ведущего колеса к числу оборотов ведомого называется передаточным числом. Так, если ведущее колесо делает 1500 об/мин, а ведомое — 500, то передаточное число равно 3.

В тех случаях, когда нужно увеличить число оборотов ведомого вала по сравнению с числом оборотов ведущего, на ведущем валу ставят большое колесо, а на ведомом — малое.

Зубчатые колеса, передающие движение между параллельными валами, имеют цилиндрическую форму. Зубчатые колеса, оси которых перпендикулярны, имеют форму усеченного конуса и называются поэтому коническими.

Когда оси валов в машине скрещиваются, применяется червячная передача. Здесь ведущий вал с винтовой нарезкой — червяк, а ведомое — зубчатое колесо с косо поставленными зубьями.

Самые употребительные детали и узлы машин. 1 — муфты для соединения валов; 2 — муфты фрикционные: конусная и дисковая; 3 — элементы зубчатого зацепления, профиль зуба, схемы наружного, внутреннего и реечного зубчатого зацепления; 4 — зубчатые цилиндрические колеса с прямыми, косыми и елочными (шевронными) зубьями; 5 — коническая передача со спиральными зубьями, схема соединения конических шестерен; 6 — редуктор с червячной передачей; 7 — гибкие передачи с плоским ремнем, клиновым ремнем, втулочно-роликовой и «бесшумной» (зубчатой) цепью; 8 — канатная передача, состоящая из барабана, каната, блоков и крюковой подвески; 9 — карданная передача; полумуфта кардана имеет шлицевое соединение с валом; 10 — шатунно-кривошипная и кулачковая передачи; 11 — колодочные тормоза кранового и автомобильного типа; 12 — элементы ходового оборудования: крановое колесо с двумя бортиками (ребордами); железнодорожное колесо с одним бортиком; автомобильное колесо с пневматической шиной; тракторная гусеница.

Читать еще:  Как подключить два генератора

Червячные передачи отличаются плавностью хода и могут иметь большое передаточное число. Это очень удобно в тех случаях, когда быстроходный двигатель приводит в движение тихоходную машину. Однако при работе они потребляют значительно больше энергии, чем зубчатые. Поэтому коэффициент полезного действия червячных передач много ниже.

Для зубчатых и червячных передач нужна большая точность изготовления, надежная, исключающая перекос валов установка подшипников, обильная и своевременная смазка. Чтобы сделать высококачественные зубчатые передачи, нужны дорогие зуборезные станки и хорошая технологическая подготовка производства. Поэтому в настоящее время специализированные заводы или цехи выпускают уже готовые, собранные и испытанные зубчатые передачи в виде комплектного узла (механизма). Такой комплектный механизм, состоящий из набора зубчатых колес, валов, подшипников и деталей для смазки, заключенный в герметически закрытый корпус, называется зубчатым (червячным) редуктором.

Вращательное движение может быть передано от одного вала к другому и с помощью гладких — цилиндрических или конических — колес, не имеющих зубьев. Необходимо только, чтобы они были с достаточной силой прижаты друг к другу. Тогда ведущее колесо силой трения будет увлекать ведомое. Такая передача вращательного движения называется фрикционной. Однако в машинах фрикционные передачи не получили широкого применения, так как не обеспечивают надежной передачи движения.

Если расстояние между параллельными валами в машине велико, то для передачи вращательного движения от одного вала к другому применяют гибкую передачу — ременную или цепную. Вентилятор автомобильного двигателя, например, приводится в движение клиновым ремнем, который работает быстро и бесшумно, без толчков и ударов. Цепная передача на велосипеде состоит из бесконечной цепи и двух звездочек — ведущей и ведомой. Гусеницы трактора или экскаватора— тоже цепи. У ленты эскалатора метро — две бесконечные цепи. К их звеньям прикреплены ступеньки, на которых стоят пассажиры. В быстроходных передачах применяют бесшумные цепи.

Современные автомобили снабжены карданной передачей. Она состоит из двух шарнирных муфт и промежуточного вала. Муфты соединены с валами посредством шлицев. Карданная передача позволяет смещать на небольшой угол ведомый вал относительно ведущего.

С помощью канатно-блочной передачи вращательное движение вала преобразуется в поступательное. Такая передача состоит из барабана, стального каната (троса) и блоков (роликов), на которых канат изменяет свое направление.

Многим из вас, наверное, приходилось наблюдать работу строительных кранов или экскаваторов. Гибкий стальной канат, наматываемый на барабан лебедки, передает усилие крюку, поднимающему груз, или ковшу экскаватора, копающего грунт. Канат свит из множества очень тонких и прочных стальных проволочек.

Если нужно увеличить усилие за счет уменьшения скорости, в канатной передаче применяют полиспаст, состоящий из системы блоков.

Преобразование вращательного движения в поступательное осуществляется также с помощью винтовой передачи. Рабочими деталями ее служат винт и гайка. С их помощью домкратом поднимают на небольшую высоту груз, зажимают обрабатываемую деталь в слесарных тисках, передвигают суппорт токарновинторезного станка. В отличие от крепежных винтов, имеющих резьбу треугольного профиля, винт с гайкой, применяемые в винтовой передаче, имеют прямоугольную или трапецевидную резьбу.

Цепочка различных передач.

В некоторых машинах вращательное движение преобразуется в поступательное с помощью реечной передачи, которая состоит из шестерни и зубчатой рейки.

Шатунно-кривошипная передача применяется в поршневых двигателях внутреннего сгорания, в паровых машинах, в насосах, перекачивающих жидкости, и в компрессорных установках, сжимающих и нагнетающих газы под большим давлением. У двигателей внутреннего сгорания шатунно-кривошипная передача преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. У насосов и компрессоров происходит обратное преобразование. Шатун соединен с кривошипом коленчатого вала шатунным подшипником. Верхняя головка шатуна соединена с поршнем при помощи пальца. Коленчатый вал двигателя опирается на коренные подшипники.

В поршневом двигателе есть еще один механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное. Это — кулачковый вал, толкатели и пружины кулачкового механизма, управляющего работой клапанов. Кулачок и толкатель поднимают клапан, а пружина опускает его и прижимает к седлу.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×