Введение. Волновая передача

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Министерство науки и высшего образования Российском Федерации.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования.

Тверской государственный технический университет (ТвГТУ).

Доклад

по дисциплине: «Детали машин»

на тему: «Механические передачи. Классификация»

Выполнил студент группы С. НТС. ЧС-19. 09,

Обучающийся на факультете

«Природопользования и инженерной экологии»

Колобков Игорь Федорович

Тверь 2022

Оглавление

Введение. 3

Циклоидальная передача. 5

Волновая передача. 9

Гипоидная передача. 12

Список используемой литературы.. 15

Введение

Передачи имеют широкое распространение в машиностроении по следующим причинам:

1) Энергию целесообразно передавать при больших частотах вращения;

2) Требуемые скорости движения рабочих органов машин, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателя; обычно ниже, а создание тихоходных двигателей вызывает увеличение габаритов и стоимости;

3) Скорость исполнительного органа в процессе работы машины-орудия необходимо изменять (например, у автомобиля, грузоподъемного крана, токарного станка), а скорость машины-двигателя чаще постоянна (например, у электродвигателей);

4) Нередко от одного двигателя необходимо приводить в движение несколько механизмов с различными скоростями;

5) В отдельные периоды работы исполнительному органу машины требуется передать вращающие моменты, превышающие моменты на валу машины-двигателя, а это возможно выполнить за счет уменьшения угловой скорости вала машины-орудия;

6) Двигатели обычно выполняют для равномерного вращательного движения, а в машинах часто оказывается необходимым поступательное движение с определенным законом;

7) Двигатели не всегда могут быть непосредственно соединены с исполнительными механизмами из-за габаритов машины, условий техники безопасности и удобства обслуживания.

Как правило, угловые скорости валов большинства используемых в настоящее время в технике двигателей (поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных, электрических, гидравлических и пневматических двигателей) значительно превышают угловые скорости валов исполнительных или рабочих органов машин, порой на 2-3 порядка. Поэтому доставка (передача) энергии двигателя с помощью передачи любого типа, в том числе и механической, происходит, как правило, совместно с одновременным преобразованием моментов и угловых скоростей (в сторону повышения первых и понижения последних). При этом необходимо отметить, что конструктивное обеспечение функции транспортного характера – чисто передачи энергии иной раз вступает в логическое противоречие с направлением задачи конечного преобразования силовых и скоростных параметров этой энергии. Например, в трансмиссиях многих транспортных машин (особенно высокой проходимости) входной редуктор сначала повышает частоту вращения, понижение ее до требуемых пределов производят бортовые или колесные редукторы. Этот прием позволяет снизить габаритно-весовые показатели промежуточных элементов трансмиссии (коробок перемены передач, карданных валов) – размеры валов и шестерен пропорциональны величине передаваемого крутящего момента в степени 1/3. Аналогичный принцип используется при передаче электроэнергии – повышение напряжения перед ЛЭП позволяет значительно снизить тепловые потери, определяемые в основном силой тока в проводах, а заодно уменьшить сечение этих проводов. Иногда передача механической энергии двигателя сопровождается также преобразованием вида движения (например, поступательного движения во вращательное или наоборот) или законов движения (например, равномерного движения в неравномерное). Широко известными образцами таких передач являются кривошипно-шатунный механизм и кулачковый привод механизма газораспределения.

Циклоидальная передача

Циклоидальная передача, или циклоидальный редуктор, или планетарно-цевочный редуктор — механизм, понижающий частоту вращения, и имеющий фиксированное передаточное отношение. Циклоидальные редукторы при своей компактности имеют большие передаточные отношения.

Ведущий вал приводит в движение эксцентриковый вал со шпильками, который, в свою очередь, сообщает циклоидальной пластине эксцентрическое, циклоидальное движение. По окружности на некотором расстоянии от центра пластины расположены круглые отверстия. В эти отверстия вставлены шпильки или ролики, закреплённые на ниже расположенном диске. Посредством стержней и диска вращение передаётся выходному валу. При этом радиальные перемещения циклоидальной пластины не передаются выходному валу.

Описание сост. частей циклоидального редуктора.

Входной (ведущий) вал прикреплён эксцентрично к шарикоподшипнику, принуждая циклоидальную пластину вращаться по окружности. Циклоидальная пластина независимо вращается вокруг подшипника. Её вращение происходит за счёт того, что впадины по периметру пластины входят в зацепление с неподвижными выступами («зубьями») на внешнем кольце. Направление вращения выходного (ведомого) вала противоположно направлению вращения входного (ведущего) вала. Движение деталей в циклоидальной передаче подобно движению, имеющему место в планетарной передаче.

Количество выступов на внешнем кольце больше количества выступов на циклоидальной пластине. Это вынуждает пластину вращаться относительно входного вала быстрее по сравнению с тем, каким бы было её движение относительно входного вала при отсутствии внешнего кольца. За счёт этой «увеличенной» скорости вращения циклоидальной пластины, выходной вал получает вращение в сторону, противоположную направлению вращения входного вала.

Циклоидальная пластина имеет отверстия, которые немного больше вставленных в них роликов. Ролики в отверстиях движутся по окружности, и таким образом выходной вал получает относительно равномерное вращательное движение от качающегося движения циклоидальной пластины.

Передаточное отношение циклоидального редуктора определяется по следующей формуле:

Где:

P — количество выступов на внешнем коронном кольце,

L — количество выступов на циклоидальной пластине.

КПД одноступенчатой циклоидальной передачи составляет 95 %, а двухступенчатой — 90 %. При этом, передаточное отношение одноступенчатого циклоидального редуктора достигает значения 119: 1, двухступенчатого — 7569: 1, трёхступенчатого — до 1 000 000: 1.

Существуют различные схемы циклоидальных передач, вместо шарикоподшипника может использоваться роликоподшипник, имеющий большую несущую способность, а вместо одного эксцентрика могут быть использованы 2 или 3 эксцентрика, расположенные на периферии, в этом случае вращение эксцентрикам сообщают отдельные зубчатые колеса, введенные в зацепление с входным валом. Такая схема дает большую жесткость всей передаче, а также позволяет реализовывать ещё более высокие передаточные отношения. Такие редукторы используются в высокоточных приводах станков и автоматов.

Достоинства и недостатки

К достоинствам цевочных передач относят:

· Компактность при высокой нагрузочной способности;

· Широкий диапазон передаточных чисел в одной ступени (3... 191);

· Высокая надежность и повышенный ресурс (до 50 000 ч);

· Плавность хода и низкий уровень шума;

· Высокая кинематическая точность.

К недостаткам относят:

· Высокие требования к точности изготовления, так как эксцентрическое расположение циклоидальной пластины, в случае низкой точности изготовления, может привести к сокращению срока службы редуктора и возникновению вибраций, которые передаются как на входной, так и на выходной валы. Данную проблему решает установка второй циклоидальной пластины, повёрнутой относительно первой пластины на пол-оборота;

· Высокая стоимость передачи по сравнению со стоимостью передач других типов (следствие из высоких требований точности и больших нагрузок подшипников).

Волновая передача

Двухволновой редуктор в металле.

Двухволновая зубчатая передача.

Волновая передача — разновидность зубчатой механической передачи. Примечательна тем что в ней в одновременном зацеплении могут находиться множество зубцов, что обеспечивает высокую жесткость и малые люфты. Изобретена в 1959 году американским инженером У. Массером.

Волновая зубчатая передача

Разрез двухволнового редуктора. Цвета элементов совпадают с цветами рисунка выше.

Принцип действия

Состоит из жёсткого неподвижного элемента — зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижного относительно корпуса передачи; гибкого элемента — тонкостенного упругого зубчатого колеса с наружными зубьями, соединённого с выходным валом; генератора волн — кулачка, эксцентрика или другого механизма, растягивающего гибкий элемент до образования в двух (или более) точках пар зацепления с неподвижным элементом. Число зубьев гибкого колеса несколько меньше числа зубьев неподвижного элемента. Число волн деформации равно числу выступов на генераторе. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн — полностью выходят из зацепления. Линейная скорость волн деформации соответствует скорости вершин выступов на генераторе, то есть в гибком элементе существуют бегущие волны с известной линейной скоростью. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации.

Например, при числе зубьев гибкого колеса 200, неподвижного элемента — 202 и двухволновой передаче (два выступа на генераторе волн) при вращении генератора по часовой стрелке первый зуб гибкого колеса будет входить в первую впадину жёсткого, второй — во вторую и т. д. до двухсотого зуба и двухсотой впадины. На следующем обороте первый зуб гибкого колеса войдёт в двести первую впадину, второй — в двести вторую, а третий — в первую впадину жёсткого колеса. Таким образом, за один полный оборот генератора волн гибкое колесо сместится относительно жёсткого на 2 зуба.

Достоинства и недостатки

Достоинства

· Большое передаточное отношение, при малом количестве деталей (i = 80-320)

· Улучшенные массогабаритные характеристики по сравнению с обычными зубчатыми передачами

· Высокая кинематическая точность и плавность хода

· Высокая нагрузочная способность

· Передача момента через герметичные стенки

12 Следующая ⇒