Передачи вращательного движения
Для приведения в действие машин и механизмов технологиче-
ского оборудования используются устройства, которые называются
приводами. Привод состоит из двигателя, механической передачи, и
аппаратуры управления. Двигатель преобразует электрическую энер-
гию в механическую энергию вращающегося вала. Скорость вращения
вала электродвигателя обычно составляет 75, 100, 150 или 300 р/с
(при высоких КПД – от 60 до 95%). Механическая передача согласует
параметры стандартного электродвигателя (скорость вращения и
момент Т на валу) с аналогичными параметрами рабочего органа мА-
шины (механизма) и передает движение на определенное расстояние.
Скорость вращения вала рабочего органа в зависимости от
назначения машины или аппарата может находиться в очень широких
пределах – приблизительно от 0,1 р/с до 104 р/с, и соответственно, не
совпадать со стандартными частотами вращения вала двигателя.
В зависимости от типа и назначения технологического агрегата
его привод может быть простым (рис. 80,а), т.е. содержать какую-либо
одну механическую передачу (МП), или быть комбинированным
(рис. 80,б), т.е. содержать несколько соединенных друг с другом пере-
дач, установленных на единой станине. Передачи, т.е. механизмы,
преобразующие вращательное движение, могут быть открытыми или
закрытыми. Закрытая передача (обычно это зубчатая или червячная
передача) находится в специальном корпусе, в котором обеспечива необходимый режим смазки элементов передачи, а открытая
передача специального герметичного корпуса не имеет. Открытыми
передачами могут быть зубчатые, фрикционные, ременные, цепные
передачи.
Основными параметрами привода является передаваемая
мощность, скорости вращения входного и выходного валов,
коэффициент полезного действия , взаимное расположение валов.
Важнейшим энергетическим параметром любой передачи
(рис. 80) является коэффициент полезного действия – отношение
полезной мощности (мощности на выходе Nвых) к затраченной
мощности (мощности на входе Nвх)
Для случая вращательного движения мощность выражается через
момент на валу Т и угловую скорость вала . (8.47)
Комбинируя выражения (8.42) и (8.43), получим закон передачи
момент
где i – передаточное отношение. Выражение (8.49) для передаточного
отношения иногда называют законом передачи скорости. Если i > 1,
то передача называется понижающей, т.к. скорость на выходевых
будет меньше, чем на входе вх. Если i < 1, то передача называется
повышающей . Если же i = 1, то передачу называют прямой.
Из закона передачи момента следует, что в понижающей
передаче (i > 1) уменьшение скорости вращения сопровождается
увеличением крутящего момента, примерно в i раз (если не учитывать
величину КПД).
Общее передаточное отношение комбинированной передачи
(привода) iпр равно произведению передаточных отношений ii
механических передач, составляющих данный привод. Например,
если привод включает в себя n последовательно соединенных
механических передач, то
Численное значение передаточного отношения привода может
быть определено, если известна скорость вращения вала рабочего
органа вых и вала электродвигателя вх (электродвигатель
предварительно подбирается по величине передаваемой мощности)
Передаточные отношения механических передач, входящих в привод
определяются из условия минимальных габаритов и массы по рекомендациям, приводимым в технической литературе (см. приложение).
Открытые передачи, как правило, одноступенчатые, а закрытые
понижающие зубчатые передачи (редукторы) могут быть одно-, двух- и
210
трех ступенчатыми. Многоступенчатые зубчатые передачи в виде
рядов зубчатых колёс позволяют получить большие передаточные
отношения.
Применительно к приводу, состоящему из нескольких передач,
(рис. 80, б) общий коэффициент полезного действия привода –
произведение КПД отдельных передач
Закон передачи момента (8.48) для комбинированной передачи
(привода) имеет вид
|