Многоступенчатые зубчатые механизмы

Сложные зубчатые механизмы состоят из нескольких пар зубчатых колёс.

Зубчатые механизмы, служащие для уменьшения числа оборотов ведомого вала по сравнению с ведущим, называются редукторами.

Зубчатые механизмы, служащие для увеличения числа оборотов ведомого вала по сравнению с ведущим, называются мультипликаторами.

Определение передаточных отношений многоступенчатых зубчатых механизмов

В общем случае, когда передача движения осуществляется с помощью n пар зубчатых колёс и количество валов равно n+1, передаточное отношение определяется по формуле:

(6.1)

где k-количество простых зубчатых передач с внешним зацеплением.

Пример 6.1. Определить передаточное отношение многоступенчатой зубчатой передачи (рис.6.1). Число зубьев зубчатых колёс: z₁=15, z₂=30, =12, z₃=24, =14, z₄=28, , z₅=36.

Решение:

Количество простых зубчатых передач с внешним зацеплением k=.

По формуле (6.1):

Рис.6.1

Пример 6.2. Определить передаточные отношения многоступенчатой зубчатой передачи (рис.6.2).

Решение:

Количество простых зубчатых передач с внешним зацеплением k=.

По формуле (6.1) вычисляем:

Рис.6.2

Из примера видно, что на величину передаточного отношения промежуточные колёса 2 и 3 не оказывают никакого влияния. Такие промежуточные колёса называются паразитными. Они применяются для изменения направления вращения или при передаче движения при большом межосевом расстоянии.

Знак минус показывает, что ведущее и ведомое колёса вращаются в разные стороны.

Кинематика коробки передач

Коробкой передач - это зубчатый механизм, передаточное отношение которого можно изменить скачкообразно.

Коробками передач снабжают все машины, рабочие органы которых должны вращаться с различными скоростями в зависимости от условий работы.

В автомобиле коробка передач служит для изменения крутящего момента. передаваемого от коленчатого вала двигателя к карданному валу, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Во время трогания автомобиля с места, при движении на подъем с грузом крутящий момент на колесах должен быть большим, чем при движении по горизонтальному участку дороги.

Пример 6.3 . Определить скорости ведомого вала в коробке передач (рис.6.3). Коробка передач состоит из картера, ведущего вала с шестерней, ведомого вала, промежуточного вала, оси шестерни заднего хода, набора шестерен и механизма переключения.

Дано: z₁=20, z₂=52, z₃=48, z₄=32, z₅=22, z₆=26, z₇=17, z₈=42, z₉=30, z₁₀=24.

Число оборотов ведущего вала 1 n₁=1000 об/мин.

Решение:

Данная коробка передач имеет 4 передачи для движения вперед и одну передачу заднего хода. В постоянном зацеплении находятся шестерня ведущего и промежуточного валов, шестерни 2 и 3 передач промежуточного и ведомого валов.

Первая передача (рис.6.4, а)

включается перемещением шестерни первой передачи ведомого вала назад до зацепления с шестерней первой передачи промежуточного вала.

Вторая передача (рис.6.4, б) включается перемещением шестерни первой передачи ведомого вала вперед до зацепления с шестерней постоянного зацепления второй передачи промежуточного вала.

Третья передача (рис.6.4, в) включается перемещением муфты синхронизатора назад. Зубья муфты входят в зацепление с венцом шестерни постоянного зацепления третьей передачи, закрепляя ее на ведомом валу.

Четвертая передача (рис.6.4, г)

включается перемещением муфты синхронизатора вперед, ее зубья входят в зацепление с венцом ведущего вала,

Рис.6.3

соединяя ведущий и ведомый валы. Промежуточный вал в передаче крутящего момента не участвует.

Задний ход (рис.6.4, г) включается перемещением блока шестерен заднего хода на оси до ввода в зацепление с шестернями первой передачи промежуточного и ведомого валов.

д).

г).

в).

б).

а).

Рис.6.4

Для каждой из передач определяем передаточное отношение i_1-2 по формуле (6.1), число оборотов ведомого вала n₂ = n₁/i_1-2и крутящий момент. Результаты расчётов приведены в таблице.

Передача	Зубчатые колеса, передающие движение	Передаточное отношение i_1-2	Число оборотов ведомого вала n₂, об/мин




Заднего хода

Дифференциальные механизмы

Дифференциальные механизмы имеют зубчатые колёса с подвижными осями (рис.6.5).

Зубчатое колесо 1 называется центральным колесом, колесо 2, имеющее подвижную ось, – сателлитом, а звено H, несущее сателлит, – водилом. Число степеней подвижности механизма находим по формуле Чебышева

W= 3n-2p₁-p₂= ,

здесь n=3 – число подвижных звеньев (колёса 1 и 2 водило H),

p₁=3 – число одноподвижных кинематических пар (стойка – колесо 1, стойка - водило H и водило H – колесо 2,

p₂=1 - число двухподвижных кинематических пар (зубья колёс 1 и 2).

В данном механизме два независимых закона движения, т.е. двум звеньям можно задать произвольные законы движения, тогда звено 2 будет двигаться по определённому закону.

Рис.6.5

Метод обращённого движения

Дифференциальные механизмы не имеют постоянного передаточного отношения. Передаточное отношение можно определить, используя метод обращённого движения (метод Виллиса). Для этого дифференциальному механизму придаём дополнительную угловую скорость, равную угловой скорости водила , но направленную противоположно. Это не изменяет относительного движения звеньев, абсолютные же скорости будут другими.

Звено			Н
Скорость звена
Скорость при обращённом движении	-	-

Такой дифференциальный механизм называется преобразованным, для которого справедливо отношение:

(6.2)

Если в дифференциальном механизме имеется n зубчатых колёс:

= (6.3)

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910