Převody, jejich typy: třecí, řemenové, řetězové, ozubené, šnekové — asociace EAM

Převody jsou zařízení používaná k přenosu energie ze zdroje energie na akční člen. Převody mohou být: elektrické, hydraulické, mechanické.

Účel: 1) změna rychlosti otáčení elektromotoru. Snížení frekvence je reduktor, zvýšení frekvence je násobitel. Zdroje energie uvolňují pouze několik frekvencí. Čím nižší je rychlost otáčení, tím je mechanismus těžší a dražší a větší. Pohony obvykle pracují při nižších otáčkách než elektromotory, takže je třeba použít převod. 2) změna zákona pohybu z rotačního na translační 3) snadná údržba.

Podle principu činnosti mechanických převodů se dělí na: 1) převody ozubené (ozubené, řetězové, šnekové) 2) převody třecí (třecí).

Převodovka je mechanismus, který pomocí ozubení přenáší nebo převádí pohyb s měnícími se rychlostmi a točivými momenty. Ozubené pohony mají oproti jiným převodům řadu výhod: malé rozměry, vysokou účinnost a vysokou provozní spolehlivost. Ozubené soukolí se obvykle skládá ze 2 kol.

Šnekové kolo je mechanismus pro přenos otáčení ozubením s přímým kontaktem mezi závity šneku a zuby šnekového kola. Šnekové soukolí se používá, když je potřeba přenést rotaci mezi protínajícími se osami.

Řetězový převod je mechanismus sestávající z hnacích a hnaných řetězových kol a řetězů, které je zakrývají.

Řemenový pohon je převod skládající se z hnacích a hnaných řemenic a na nich nasazeného řemenu.

Hlavní charakteristiky ozubených kol: 1) převodový poměr n 2) účinnost η

33. Kontaktní stres. Druhy destrukce způsobené kontaktním napětím. Která ozubená kola se počítají na základě odolnosti proti kontaktní únavě. Hertzovy vzorce a jejich použití při výpočtech kontaktní pevnosti.

Výkon řady dílů je charakterizován pevností povrchových vrstev lícujících dílů – kontaktní pevností.

Při přenosu sil povrchy, jejichž rozměry jsou malé ve srovnání s rozměry protilehlých těles, vznikají kontaktní napětí.

Typy kontaktu: 1) podél roviny 2) podél čáry 3) v bodě.

Přenos sil z jedné části na druhou ve strojích se provádí podél protilehlých kontaktních ploch. Počáteční kontakt (kontakt bez zatížení) ve spojení strojních součástí nastává podél povrchu, v bodě nebo podél linie. Podle charakteru vzájemného pohybu kontaktních ploch pod zatížením se rozlišují pevné a pohyblivé protikusy.

Úkolem výpočtu vazeb je určit napětí a deformace. Jsou potřebné pro výpočet dílů pro pevnost, odolnost proti opotřebení a pro stanovení tuhosti (nebo reciproční hodnoty – poddajnosti) spoje. Výpočet napětí a deformací v protilehlých částech se nazývá řešení kontaktního problému a napětí se nazývá kontakt. V přesné obecné formulaci je její řešení spojeno se značnými obtížemi kvůli složitému tvaru dílů. Proto se problém obvykle řeší přibližně pro konkrétní tvary dílů a podmínky zatížení.

Speciální třídu problémů tvoří problémy s počátečním kontaktem součástí v bodě nebo podél přímky. Řešení těchto problémů se obvykle provádí pro pevný kontakt a používají se při výpočtu pevnosti valivých ložisek, ozubených kol a třecích převodů. Vzhledem k tomu, že u valivých ložisek a ozubených kol je kontakt pohyblivý (působí třecí síly) a na rozhraních je často přítomno mazivo, má pevnostní podmínka tvar

Vypočtené kontaktní napětí σ_н ve srovnání s přípustným [σ] _н získané experimentálně na reálných vzorcích za reálných provozních podmínek.

Řešení problému kontaktu dvou nehybných koulí získal v roce 1881 slavný německý mechanik G. Hertz. za následujících předpokladů: materiál kuliček je izotropní a dodržuje Hookeův zákon, povrchy jsou bez maziva a absolutně hladké (bez drsnosti), rozměry kontaktní plochy jsou malé ve srovnání s poloměry zakřivení kuliček, kontakt plocha je rovinatá.

Kde E je modul pružnosti, υ je Poissonův poměr a je zmenšený poloměr zakřivení.

Pokud jsou stejné materiály v kontaktu, vzorec se zmenší:

, kde w_n – rozložené zatížení po délce tvořící čáry válce.

K nejvyšším kontaktním napětím dochází v tenké povrchové vrstvě materiálu. Pro zvýšení kontaktní pevnosti tedy stačí zpevnit pouze povrchovou vrstvu dílu. U ozubených kol je tloušťka této vrstvy 0,2. 0,3 modulů. V praxi se toho dosahuje různými způsoby tepelného a chemicko-tepelného zpracování materiálu.

1) na styčné ploše dochází k posunům (protože zatížení je cyklické, materiál neustále mění svůj tvar a opotřebovává se v důsledku cyklického zatížení)

2) únavové odlupování – jakýkoli bod na povrchu prochází cyklickým zatížením, dochází k mikrosmyku povrchu, to vede ke vzniku mikrotrhlin, které se následně otevírají v tahové zóně, dostává se do nich mazivo, kapalina je špatně stlačitelná – trhlina se zvětšuje ve velikosti a při opakovaném opakování cyklu vytrhávání částic.

3) Zhroucení styčných ploch. Pokud se to stalo, došlo k nárazu nebo vibračnímu zatížení (nesprávná obsluha). Crumple – plastická deformace povrchové vrstvy.

4) zasekávání – vzniká při absenci mazání nebo protržení mazací vrstvy při velkém rázovém zatížení. Vzhled místního zvýšení teploty a oddělení částic s jejich přenosem na jiný povrch.

Mechanická převodovka – mechanismus, který převádí kinematické a energetické parametry motoru na parametry potřebné pro pohyb pracovních částí strojů a je určen ke koordinaci pracovního režimu motoru s pracovním režimem výkonných orgánů. [1]

Druhy mechanických převodů:

• ozubené kolo (válcové, kuželové);
• šroub (šroub, červ, hypoid);
• s pružnými prvky (pás, řetěz);
• třecí (v důsledku tření se používá za špatných provozních podmínek).

В зависимости na poměru parametrů vstupní a výstupní hřídele přenosy se dělí na:

• převodovky (řazení dolů) – ze vstupního hřídele na výstupní hřídel snižují otáčky a zvyšují točivý moment;
• animátoři (rychloběžné převody) – od vstupního hřídele k výstupnímu hřídeli se zvyšuje rychlost otáčení a snižuje se točivý moment.

Ozubené kolo je mechanismus nebo část mechanického převodového mechanismu, který zahrnuje ozubená kola. V tomto případě se síla přenáší z jednoho prvku na druhý pomocí zubů. [2]

Ozubená kola zamýšlený pro:

• přenos rotačního pohybu mezi hřídelemi, které mohou mít rovnoběžné, protínající se nebo křížící se osy;
• převod rotačního pohybu na pohyb translační a naopak (převod hřebenem a pastorkem).

Převodové kolo s méně zuby se nazývá zařízení, se nazývá druhé kolo s větším počtem zubů kolo.

Ozubené převodovky jsou klasifikovány uspořádáním hřídele:

• s rovnoběžnými osami (válcové s vnitřním a vnějším ozubením);
• s protínajícími se osami (kónické);
• s křížovými osami (ozubnice a pastorek).

Čelní ozubená kola (Obrázek 1) se dodávají s vnějším a vnitřním ozubením. V závislosti na úhlu sklonu zubů se vyrábí ozubená kola čelní a šikmá. S rostoucím úhlem se zvyšuje pevnost spirálových ozubených kol (v důsledku sklonu se zvětšuje kontaktní plocha zubů a zmenšují se rozměry ozubeného kola). U spirálových ozubených kol se však objevuje dodatečná axiální síla směřující podél osy hřídele a vytvářející dodatečné zatížení podpěr. Pro snížení této síly je úhel náklonu omezen na 8-20°. Tato nevýhoda je u chevronové převodovky eliminována.

Obrázek 1 – Hlavní typy čelních ozubených kol

Kuželová kola (Obrázek 2) se používají v případech, kdy se osy hřídelí protínají pod určitým úhlem, nejčastěji 90°. Kuželová kola jsou složitější na výrobu a instalaci než válcová kola. Nosnost kuželového čelního ozubeného kola je přibližně 85 % válcového ozubeného kola. Pro zvýšení nosnosti kuželových kol se používají kola s nepřímým (tangenciálním, kruhovým) ozubením.

Obrázek 2 – Kuželová kola

Výhody převodů:

• kompaktnost;
• schopnost přenášet vysoké výkony;
• vysoká rychlost otáčení;
• stálost převodového poměru;
• vysoká účinnost.

Nevýhody ozubených kol:

• obtížnost přenosu pohybu na značné vzdálenosti;
• tuhost převodu;
• hluk při práci;
• potřeba mazání.

Šnekové převody (Obrázek 3) slouží k přenosu pohybu mezi protínajícími se osami, jejichž úhel je obvykle 90°. Pohyb u šnekových převodů je přenášen na principu šroubové dvojice.

Obrázek 3 – Šnekové kolo

Na rozdíl od většiny typů převodů u šnekového převodu se obvodové rychlosti na šneku a na kole neshodují. Jsou vedeny pod úhlem a liší se významem. Během relativního pohybu se počáteční válce posouvají. Vysoký skluz způsobuje nízkou účinnost, zvýšené opotřebení a zadření. Pro snížení opotřebení se používají speciální valivé páry materiálů: šnek je ocel, koruna šnekového kola je bronzová (méně často mosaz, litina).

Výhody šnekových převodů:

• velké převodové poměry;
• hladký a tichý provoz;
• vysoká kinematická přesnost;
• samobrzdění.

Nevýhody šnekových převodů:

• nízká účinnost;
• vysoké opotřebení, zasekávání;
• použití drahých materiálů;
• vysoké požadavky na přesnost montáže.

K přenosu pohybu mezi hřídelemi umístěnými relativně daleko od sebe se používají mechanismy, ve kterých se síla z hnacího článku na hnaný článek přenáší pomocí flexibilní odkazy. Jako pružné články se používají: pásy, šňůry, lana různých profilů, dráty, ocelové pásky, řetězy různých provedení.

Převody s pružnými články mohou zajistit konstantní a proměnný převodový poměr s postupnou nebo plynulou změnou jeho hodnoty.

K udržení stálého napětí pružných vazeb v mechanismech, které používají napínací zařízení: válečky, pružiny, protizávaží atd.

Rozlišujte následující typy ozubených kol s pružnými články:

• podle způsobu spojení pružného článku se zbytkem:
  • tření;
  • s přímým připojením;
  • s převodovkou;
  • otevřeno;
  • kříž;
  • polokříž;

  Řemeny (Obrázek 4) se skládá ze dvou řemenic namontovaných na hřídelích a řemenu, který tyto řemenice zakrývá. Zatížení se přenášejí v důsledku třecích sil vznikajících mezi řemenicemi a řemenem v důsledku napětí řemene.

  В зависимости od tvaru průřezu pásu přenosy se rozlišují:

  • plochý pás;
  • klínový řemen (nejpoužívanější);
  • kulatý pás

  

  Obrázek 4 – Řemenový pohon

  Největší výhody jsou pozorovány u převodovek s ozubenými (žebrovanými) řemeny.

  Výhody řemenových pohonů:

  • schopnost přenášet pohyb na značné vzdálenosti;
  • hladký a tichý provoz;
  • ochrana mechanismů před kolísáním zatížení v důsledku elasticity pásu;
  • ochrana mechanismů před přetížením v důsledku možného prokluzu pásu;
  • jednoduchost konstrukce a ovládání (nevyžaduje mazání).

  Nevýhody řemenových pohonů:

  • zvětšené rozměry (za stejných podmínek jsou průměry řemenic 5krát větší než průměry ozubených kol);
  • nestálost převodového poměru v důsledku prokluzu řemene;
  • zvýšené zatížení na hřídele a jejich podpěry spojené s vysokým předpětím řemenu (2-3krát více než u ozubených kol);
  • nízká životnost řemenů (1000-5000 hodin).

  Řetězový převod (Obrázek 5) je založen na principu záběru řetězu a řetězového kola. Řetězový pohon se skládá z:

  • hnací řetězové kolo;
  • hnané řetězové kolo;
  • řetěz, který zakrývá řetězová kola a spojuje je se zuby;
  • napínací zařízení;
  • mazací zařízení;
  • ploty.

  

  Obrázek 5 – Řetězové pohony: a) s válečkovým řetězem; b) s ozubeným lamelovým řetězem

  Rozsah použití řetězových pohonů:

  • ve významných středových vzdálenostech;
  • při přenosu z jednoho hnacího hřídele na několik poháněných;
  • když převody nelze použít a řemenové převody nejsou dostatečně spolehlivé.

  Podle typu použitých obvodů existují:

  • váleček;
  • pouzdra (lehká, ale vysoká opotřebení);
  • pouzdrové válečky (těžké, ale s nízkým opotřebením);
  • převodová deska (zajišťuje hladký chod).

  Výhody řetězových pohonů (ve srovnání s řemenovým pohonem):

  • vysoká nosnost;
  • absence prokluzu a prokluzu, což zajišťuje konstantní převodový poměr a schopnost pracovat při krátkodobém přetížení;
  • princip převodu nevyžaduje předpínání řetězu;
  • může pracovat s menšími středovými vzdálenostmi a s velkými převodovými poměry.

  Nevýhody řetězových pohonů jsou spojeny se skutečností, že články jsou umístěny na řetězovém kole nikoli podél kruhu, ale podél mnohoúhelníku, což znamená:

  • opotřebení řetězových spojů;
  • hluk a další dynamické zatížení;
  • potřeba zajistit mazání.

  Přenos třením – kinematická dvojice, která využívá třecí sílu k přenosu mechanické energie (obrázek 6). [3]

  <i>Obrázek 6 – Třecí ozubená kola</i>

  Tření mezi prvky může být suché, hraniční nebo kapalné. Fluidní tření je nejvýhodnější, protože výrazně zvyšuje životnost třecího převodu.

  Třecí ozubená kola jsou dělená:

  • podle umístění šachet:
    • s paralelními hřídeli;
    • s protínajícími se hřídeli;
    • s vnějším kontaktem;
    • s vnitřním kontaktem;
    • neregulovaný;
    • nastavitelný (třecí variátor);
    • válcové;
    • kuželovitý;
    • kulový;
    • byt.

    Seznam odkazů

    1. Přednáška 16. Mechanické převodovky // Informační a vzdělávací portál „Oreanda“. — http://bcoreanda.com/ShowObject.aspx?ID=252.
    2. Převodovka // Wikipedie. — http://ru.wikipedia.org/wiki/Gear_transmission.
    3. Přenos třením // Wikipedie. — http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction_transmission.

    Otázky pro kontrolu

    1. Jak se nazývá mechanická převodovka a její hlavní typy?
    2. Co jsou ozubená kola: popis, účel, klasifikace, výhody a nevýhody?
    3. Jaký je princip činnosti šnekových převodů, jejich hlavní výhody a nevýhody?
    4. Co jsou přenosy s flexibilními odkazy: popis, účel, klasifikace?
    5. Jaké jsou hlavní výhody a nevýhody řemenových pohonů oproti řetězovým?
    6. Co jsou třecí ozubená kola: popis, účel, klasifikace?

    Podobné příspěvky

    Tření, jeho druhy. Kluzné tření a valivé tření. Síla a koeficient tření. Boj proti opotřebení třecích částí

    materiál poskytnutý SIDOROV Alexandrem Vladimirovičem Tření (třecí interakce) je proces interakce těles během jejich relativního pohybu (posunu) nebo když se těleso pohybuje v plynném nebo kapalném prostředí. Studium třecích procesů je obor fyziky zvaný tribologie (mechanika třecí interakce).

    Druhy deformací součástí: tah, tlak, smyk, kroucení, ohyb

    materiál poskytl Alexander Vladimirovič SIDOROV Deformace je změna tvaru a velikosti tělesa pod vlivem sil, které na něj působí. Lineární deformace je změna lineárních rozměrů tělesa a jeho žeber. Lineární rozměry tělesa se mohou měnit současně v jednom, dvou nebo třech vzájemně kolmých směrech, což odpovídá lineární, rovinné a objemové deformaci. Lineární deformace je obvykle doprovázena změnou objemu těla.

    Pohybové převodní mechanismy: jejich účel a konstrukce

    materiál poskytl Alexander Vladimirovič SIDOROV Mechanismus převodu pohybu je navržen tak, aby převáděl typ pohybu nebo jeho charakteristiky z jednoho na druhý. Mezi mechanismy transformace pohybu patří: