Какие передачи позволяют преобразовать возвратно поступательное движение во вращательное кратко

Обновлено: 05.07.2024

Механическая энергия, используемая для приведения в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами : обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение; позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.

Передачей будем называть устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения.

Передача (в механике) соединяет вал источника энергии - двигателя и валы потребителей энергии - рабочих органов машины, таких, например, как ведущие колёса гусеничного движителя или автомобиля.

Механические передачи известны со времен зарождения техники, прошли вместе с ней длительный путь развития и совершенствования и имеют сейчас очень широкое распространение. Грамотная эксплуатация механических передач требует знания основ и особенностей их проектирования и методов расчетов.

При проектировании к механическим передачам предъявляются следующие требования:

- высокие нагрузочные способности при ограниченных габаритных размерах, весе, стоимости;

- постоянство передаточного отношения или закона его изменения;

- обеспечение определенного взаимного расположения осей ведущего и ведомого валов, в частности, межосевого расстояния a _w ;

- малые потери при передаче мощности (высокий кпд) и, как следствие, ограниченный нагрев и износ;

- плавная и бесшумная работа;

- прочность, долговечность, надёжность.

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;

8) распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

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.

Классификация механических передач

Механические передачи, применяемые в машиностроении, класси­фицируют (рис.1 и 2):

по энергетической характеристике механические передачи делятся на:

- кинематические (передаваемая мощность Р

- силовые (передаваемая мощность Р ≥0,1 кВт).

по принципу передачи движения:

- передачи трением (примеры: фрикционная — рис.1, а и ременная — рис.2, а) - действующие за счет сил трения, создаваемых между элементами передач;

Фрикционные передачи подразделяют на:

- фрикционные передачи с жесткими звеньями (с различного рода катками, дисками);

- фрикционные передачи с гибким звеном (ременные, канатные).

- зацеплением (примеры: зубчатые — рис.1, б, червячные — рис.1, в; цеп­ные — рис.2, б; передачи винт-гайка — рис.1, г, д) - работающие в результате возникновения давления между зубьями, кулачками или другими специальными выступами на деталях.

Передачи зацеплением делятся на:

- передачи зацеплением с непосредственным контактом жестких звеньев (цилиндрические, конические, червячные);

- волновые передачи зацеплением;

- передачи зацеплением с гибким звеном (зубчато-ременные, цепные).

Как фрикционные, так и зубчатые передачи могут быть выполнены с непосредственным контактом ведущего и ведомого звеньев или посредством гибкой связи – ремня, цепи.

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

2 Смотреть ответы Добавь ответ +10 баллов

Ответы 2

Храпово́й механи́зм (храпови́к) — зубчатый механизм прерывистого движения, предназначенный для преобразования возвратно-вращательного движения в прерывистое вращательное движение в одном направлении. Проще говоря, храповик позволяет оси вращаться в одном направлении и не позволяет вращаться в другом. Храповые механизмы используются достаточно широко — например, в турникетах, гаечных ключах, заводных механизмах, домкратах, лебёдках, замках наручников и т. д.Храповик обычно имеет форму зубчатого колеса с несимметричными зубьями, имеющими упор с одной стороны. Движение колеса в обратную сторону ограничивается собачкой, которая прижимается к колесу пружиной или под собственным весом.

Механизм, служащий для повышения или понижения скорости вращения, называется редуктором .

Цепная передача

Фрикционная передача

• При фрикционной передаче вращение от одного колеса к другому передается при помощи силы трения. Оба колеса прижимаются друг к другу с некоторой силой и вследствие возникающего между ними трения вращают одно другое.
• Фрикционные передачи широко применяются в машинах . Недостаток фрикционной передачи : большая сила, давящая на колеса, вызывающая дополнительное трение в машине, а следовательно, требующая и дополнительную силу для вращения.
• Кроме того, колеса при вращении, как бы они ни были прижаты друг к другу, дают проскальзывание. Поэтому там, где требуется точное соотношение чисел оборотов колес, фрикционная передача себя не оправдывает

Приведите свои примеры ?

Кривошипно-шатунные механизмы

• Кривошипно-шатунные механизмы служат для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот.
• Основными деталями кривошипно-шатунного механизма являются: кривошипный вал, шатун и ползун, связанные между собой шарнирно

Кулисные механизмы

• Возвратно-поступательное движение в кривошипных механизмах можно передавать и без шатуна. В ползушке, которая в данном случае называется кулисой, делается прорез поперек движения кулисы . В этот прорез вставляется палец кривошипа. При вращении вала кривошип, двигаясь влево и вправо, водит за собой и кулису.

Храповые механизмы

• Кроме непрерывного вращательного движения, в машинах очень часто применяется прерывистое вращательное движение. Такое движение осуществляется при помощи так называемого храпового механизма
• Основными частями храпового механизма являются: храповик (диск с зубцами), рычаг и собачка. Зубцы храповика имеют особую форму. Одна сторона у них сделана пологой, а другая отвесной или несколько подвнутренной.
• Храповик насажен на вал неподвижно. Рычаг же, сидящий рядом с храповиком, может свободно качаться. На рычаге имеется собачка, которая одним концом лежит на храповике.

Гайковерты с храповым механизмом

Секатор контактный с храповым механизмом

Кулачковые механизмы

• Кулачковые механизмы служат для преобразования вращательного движения (кулачка) в возвратно-поступательное или другой, заданный вид движения. Механизм состоит из кулачка — криволинейного диска, насаженного на вал, и стержня, который одним концом опирается на криволинейную поверхность диска.
• Стержень вставлен в направляющую втулку.
• 1. кулачек (криволинейный диск)
• 2. Стержень
• 3. Вал

Шарнирно-рычажные механизмы

Применение в станках

• Шарнирно-рычажные механизмы подачи обеспечивают прямолинейное и криволинейное движение подачи. В первом случае они выполнены в виде многозвенных шарнирных устройств с прямила-ми, обеспечивающими прямолинейную траекторию режущего инструмента (торцовочные, сверлильно-фрезерные станки). В механизмах криволинейного движения подачи режущий инструмент закрепляется на конце рычага, качающегося на оси. В зависимости от положения оси качения различают маятниковые механизмы (закреплен один конец рычага) и балансирные (рычаг закреплен посередине). Далее приведена схема балансирного торцовочного круглопильного станка с гидравлическими и пневматическими цилиндрами. Пила перемещается по дуге окружности и распиливает заготовку.

Свой пример приведи

КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА

• Карданная передача автомобиля (от имени Дж. Кардано), устройство для передачи вращения от ведущего вала к ведомому, расположенных под углом один к другому.

Полный кардан: 1 — вилка; 2 — опора для цапф крестовины; 3 — крышка; 4 — крестовина.

• Часто в процессе работы угол и расстояние между валами непрерывно изменяются. В автомобилях карданные передачи применяются для соединения двигателя и коробки передач (угол до 5°), коробки передач с раздаточной коробкой (угол до 5°), коробки передач (раздаточной коробки) с главной передачей (угол до 15°), а также в др. случаях (в рулевом приводе, для привода лебёдок и т. и.). Карданная передача включает карданный вал с двумя (реже одним) карданами. Если карданным валом соединяются механизмы, угол и расстояние между которыми изменяются (например, коробка передач и главная передача автомобиля), предусматривается осевая компенсация в виде скользящего шлицевого соединения, допускающего изменение длины вала в заданных пределах. В зависимости от величины угла между валами в карданной передачи могут быть использованы полукарданы (жёсткие или упругие), полные карданы неравных угловых скоростей или карданы равных угловых скоростей

Свой пример приведи?

служит для получения вращения между валами, пересекающимися в одной плоскости. Передача состоит из винта (червяка 1) и винтового колеса (2), которые находятся в зацеплении При вращении червяка витки ведут зубцы колеса и заставляют его вращаться.

Читайте также:

  
• Почему именинник должен угощать в школе на день рождения
  
• Как произошло слово география кратко
  
• История открытия алюминия как химического элемента кратко
  
• Почему у луны нет атмосферы кратко
  
• Презентация что такое детский сад для дошкольников