ВНИМАНИЕ! Если Вам ПО ТЕЛЕФОНУ предложили перевести деньги на КИВИ-КОШЕЛЁК, то это означает, что к нашим номерам подключились мошенники!!! Будьте внимательны!

Передаточное число главной пары


Главная передача и все,что нужно о ней знать.

Главная передача автомобиля – элемент трансмиссии, в наиболее распространенном варианте состоящий из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванный преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи напрямую зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Рассмотрим устройство, принцип действия, виды и требования к механизму трансмиссии.

Содержание статьи

Устройство главной передачи

По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

 

  • цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
  • коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
  • гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
  • червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП.

В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.

Принцип работы


Основная характеристика этого редуктора — передаточное число. Данный параметр отражает отношение количества зубьев ведомой шестерни (связана с колесами) к ведущей (связана с вторичным валом коробки передач). Чем больше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (крутящий момент увеличивается), но при этом уменьшается значение максимальной скорости. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом машина начинает ускоряться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, КПП, размера колес, тормозной системы и т.д.Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается коробке переменных передач (КПП), а затем, посредством главной передачи и дифференциала, приводным валам автомобиля. Таким образом, главная передача непосредственным образом изменяет крутящий момент, который передается колесам машины. Соответственно, посредством нее изменяется и скорость вращения колес.

Основные требования. Современные тенденции

Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:

  • Надежность;
  • Минимальная потребность в обслуживании;
  • Высокие показатели КПД;
  • Плавность и бесшумность;
  • Минимально возможные габаритные размеры.

Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.

Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.

Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.

Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.

Схема коробки передач DSG

Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.

Двойные главные передачи

Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93…0,96.

Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.

В центральной главной передаче (рисунок 2, г) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор  состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

Одинарная и двойная главная передача
  • Одинарная — имеет в составе только одну пару шестерен: ведомую и ведущую.
  • Двойная — имеет в составе две пары зубчатых колес. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная располагается только в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Применяется на грузовом транспорте, так как на нем требуется повышенное передаточное число.

По виду зубчатого соединения


  • По компоновке Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
  • Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
  • Гипоидная — самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
  • Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.
  • Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
  • Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.

Преимущества и недостатки


Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено значением 4,2. Дальнейшее увеличение отношения числа зубьев ведет к существенному увеличению размера механизма, а также повышению уровня шума.Каждый из типов зубчатых соединений имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их:

  • Гипоидная главная передача. Этот тип отличается низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен повышается трение скольжения и понижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал максимально низко. Передаточное число для легковых автомашин – 3,5-4,5; для грузовых – 5-7;.
  • Коническая главная передача. Используется редко из-за большого размера и шумности.
  • Червячная главная передача. Данная разновидность зубчатого соединения из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости производства практически не используется.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • Как выбрать самый экономичный кроссовер по расходу топлива?
  • Новый Audi Q2 2016-2017 описание технические характеристики фото видео
  • Киа пиканто 2019: обзор,характеристики,комплектация,фото
  • Датчик давления в шинах: описание,неисправности,виды,фото
  • toyota gt86: описание,характеристики,интерьер,дизайн,фото,видео
  • Как правильно заправляться на заправке.
  • Знак 1.25 дорожные работы
  • Тойота хайлендер: описание,технические характеристики,безопасность,комплектация,фото,видео
  • Mercedes CLA: обзор,описание,двигатели,безопасность,цена,фото,видео
  • Mercedes GLE: обзор,двигатели,интерьер,внешний вид,цена,фото,видео.
  • Вождение с частным инструктором
  • Опель Инсигния 2019 года: комплектации,фото,характеристики,дизайн
  • Лада Веста СВ Кросс 2020 — модельного года прошедшая рестайлинг
  • Покупаем ОСАГО онлайн: требования к заявителю и особенности оформления через интернет
  • Хендай Солярис 2019 года: комплектация,цена,характеристики,фото,описание

Как работают передаточные числа?

Передаточные числа являются основной наукой, стоящей за каждой машиной в современную эпоху. Они могут максимизировать мощность и эффективность и основаны на простой математике. Итак, как они работают?

Если вы работаете с передаточными числами каждый день, этот пост, вероятно, не для вас. Но если вы хотите улучшить свое понимание этого важного элемента конструкции машины, продолжайте читать.

Передаточные числа просты, если вы понимаете математику за кругами.Я избавлю вас от математики в начальной школе, но важно знать, что окружность круга связана с диаметром круга. Эта математика важна в дизайне передаточного числа.

Основы передаточных чисел и конструкции передаточных чисел

Чтобы начать понимать передаточные числа, проще всего начать с удаления зубьев с зубчатых колес. Представьте себе два круга, катящихся друг против друга и не допускающих проскальзывания, как в физике в колледже 1. Дайте окружности один диаметр , 2,54 дюйма, .Умножение этого числа на пи оставляет нас с окружностью 8 дюймов или, другими словами, одно полное вращение окружности, равное одному, приведет к смещению 8 дюймов .

Дайте окружности два диаметром .3175 дюймов , что дает нам окружность 1 дюйм . Если эти два круга вращаются вместе, они будут иметь передаточное число 8: 1, так как первый круг имеет окружность , умноженную на 8 8 900 и большую, как второй круг. Передаточное число 8: 1 означает , что второй круг вращается 8 раз для каждого временного круга один поворот один раз.Пока не уснете на мне; мы собираемся стать все более и более сложным.

Зубчатые колеса не являются кругами, потому что, как вы знаете, у них есть зубы. Зубчатые колеса должны иметь зубы, потому что в реальном мире между двумя вращающимися кругами нет бесконечного трения. Зубы также позволяют легко достичь точных передаточных чисел.

Вместо того, чтобы иметь дело с диаметрами зубчатых колес, вы можете использовать число зубьев на зубчатом колесе для достижения высокоточных соотношений.Передаточные числа никогда не являются просто произвольными значениями, они сильно зависят от необходимого крутящего момента и выходной мощности, а также от силы передач и материала. Например, если вам нужно передаточное число , 3,57: 1 , было бы возможно спроектировать две совместимые шестерни , одну с 75 зубцами и другую с 21 .

СВЯЗАННО: ЭТОМУ УСТРОЙСТВУ ТУРБОФАНА НА 15 ПРОЦЕНТОВ БОЛЬШЕ ЭФФЕКТИВНО, ЧЕМ ДРУГИХ ДВИГАТЕЛЕЙ САМОЛЕТА

Еще одним важным аспектом, который играет в использовании зубьев шестерен, является изготовление допусков. Большинство шестерен может быть изготовлено с довольно широкими допусками, и мы знаем, что чем жестче допуск, тем дороже его изготовление. Зубья позволяют изготавливать зубчатые колеса с заданными диаметрами в некоторой степени, что означает, что изготовление дешевле. По сути, зубья становятся буфером, который допускает недостатки в производстве зубчатых колес.

Расчет передаточных чисел в конструкции машины

Хотя базовое передаточное число довольно просто для понимания, оно также может быть намного сложнее.Большие размеры зубчатых колес, называемые зубчатыми передачами, часто необходимы в конструкции машины. Они состоят из множества зубчатых колес, которые часто складываются или укладываются подряд. Зубчатые передачи необходимы для достижения более надежных передаточных чисел, а также для влияния на направление вращения. Поскольку две соединенные шестерни будут вращаться в противоположных направлениях, зубчатые передачи часто необходимы для передачи мощности через определенные передаточные числа без влияния на вращение.

Например, при использовании трехступенчатой ​​зубчатой ​​передачи , с передаточным числом 1: 5, дадут увеличение скорости вращения на 2500% и , сохраняя при этом выходной сигнал в том же направлении, что и входной.Чтобы привести более конкретный пример, двигатель, который прикладывал 100 об / мин к начальному концу этой зубчатой ​​передачи, будет выдавать 2500 об / мин на другом конце в том же направлении. Вы также можете изменить направление подачи питания и снизить мощность двигателя 2500 об / мин до 100 об / мин . Эти изменения позволяют регулировать крутящий момент и скорость.

СВЯЗАННЫЕ: ФУТУРИСТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА РОССИЙСКОЙ ПЕРЕДАЧИ ПОЛУЧАЕТ ЯДЕРНОЕ УСТОЙЧИВОЕ ОБНОВЛЕНИЕ

Более сложные комбинации передач и передаточных отношений дают некоторые интересные конструкции машин.Теоретически, передаточные числа просты, но, как инженер, вы можете оказаться вовлеченными в сложные конструкции зубчатых колес, которые кажутся немного подавляющими. Как и в случае с другими инженерными навыками, требуется время, чтобы полностью развить навыки проектирования передаточного числа.

Коробки передач - практическое применение передаточных чисел

Коробки передач являются одними из лучших примеров практического применения передаточных чисел. Любой, кто ездил на автомобиле или другом моторизованном транспортном средстве, в той или иной форме получил пользу от трансмиссии.И каждая передача - это, по сути, просто набор передач и передаточных отношений, тесно связанных друг с другом. Посмотрите невероятно полезное видео из Learn Engineering ниже, чтобы узнать больше о том, как работают ручные коробки передач.

Важно отметить, что, хотя механические коробки передач теряют популярность у автопроизводителей, поскольку их нелегко использовать в гибридных или электромобилях, они функционируют почти идентично тому, как работают автоматические коробки передач в отношении передачи. ,Основное отличие заключается в том, как переключаются передачи.

СВЯЗАННЫЕ: ПЯТЬ ТЕНДЕНЦИЙ, КАСАЮЩИЕСЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В 2020 ГОДУ

Механические коробки передач будут включать в себя действия пользователя (переключение передач и сцепление) для переключения, в то время как автоматические коробки передач будут использовать входные данные от бортового компьютера автомобиля или, в очень ранние модели, механический ввод от скорости автомобиля или двигателя автомобиля.

Глава 7. Зубчатые передачи

И Чжан
с
Сьюзен Фингер
Стефани Беренс

Содержание

Зубчатые колеса - это элементы машины, которые передают движение посредством чередование зубов Зубья шестерни действуют как маленькие рычаги.

7.1 Классификация передач

Зубчатые колеса могут быть классифицированы в соответствии с относительным положением оси вращения. Оси могут быть

  1. параллельно,
  2. пересекающихся,
  3. не параллельны и не пересекаются.

Вот краткий список распространенных форм. Мы обсудим каждый более подробно позже.

шестерни для соединения параллельных валов

  1. Цилиндрические зубчатые колеса

    Левая пара шестерен составляет , внешний контакт , а правая пара зубчатых колес составляет внутренний контакт

  2. Параллельные винтовые зубчатые колеса
  3. Елочные шестерни (или двухспиральные шестерни)
  4. Стойка и шестерня (Стойка похожа на шестерню, у которой ось находится в бесконечности.)

шестерни для соединения пересекающихся валов

  1. Прямые конические зубчатые колеса
  2. Конические зубчатые колеса

Ни параллельных, ни пересекающихся валов

  1. Скрещенно-винтовые передачи
  2. Гипоидные передачи
  3. Червяк и червоточина

7.2 Механизм зубчатого зацепления

7.2.1 Основной закон действия зубчатого зацепления

На рисунке 7-2 показаны два зубца сопряженного зубчатого колеса, в котором

  • Зубной профиль 1 приводной зуб профиль 2, действуя в точке мгновенного контакта K .
  • N 1 N 2 является общей нормалью двух профилей.
  • N 1 - стопа перпендикуляра от O 1 до N 1 N 2
  • N 2 - стопа перпендикуляра от O 2 до N 1 N 2 .
Рисунок 7-2 Два зубчатых профиля зубчатых передач

Хотя два профиля имеют разные скорости В 1 и В 2 в точке K , их скорости вдоль N 1 N 2 равны равны как по величине, так и по направлению.В противном случае два зуба профили будут отделяться друг от друга. Поэтому мы имеем

(7-1)

или

(7-2)

Заметим, что пересечение касания N 1 N 2 и линия центра O 1 O 2 является точкой P , и

(7-3)

Таким образом, связь между угловыми скоростями движения передача на ведомую шестерню или отношение скоростей пары сопряжения зубы это

(7-4)

Точка P очень важна для отношения скоростей, и это называется и .Точка шага делит линию между линия центров и ее положение определяет отношение скоростей два зуба. Вышеупомянутое выражение является основным законом зубчатое действие .

7.2.2 Коэффициент постоянной скорости

Для коэффициента постоянной скорости положение P должно оставаться без изменений. В этом случае передача движения между двумя передачами эквивалентно передаче движения между двумя воображаемыми без скольжения цилиндры с радиусом R 1 и R 2 или диаметр D 1 и D 2 .Мы можем получить два круги с центрами в O 1 и O 2 и сквозной шаг P . Эти двое окружность называется , окружности с шагом . Коэффициент скорости равен обратное соотношение диаметров окружностей. Это основной закон действия зубчатого колеса.

Теперь можно также сформулировать фундаментальный закон действия зубьев . как следует (для передач с фиксированным межосевым расстоянием) (ветчина 58):

Общая нормаль к профилям зуба в месте контакта должна всегда проходить через фиксированную точку (точку шага) на линии центры (чтобы получить коэффициент постоянной скорости).
7.2.3 Сопряженные профили

Чтобы получить ожидаемое соотношение скоростей двух профилей зуба, нормальная линия их профилей должна проходить через соответствующие точка, определяемая Коэффициент скорости . Два профиля, которые удовлетворяют этому требованию называются сопряженными профилями . Иногда мы просто назвали профили зубьев, которые удовлетворяют основному закону зубчатого колеса Действие Сопряженные профили .

Хотя возможны многие формы зуба, для которых может должны соответствовать основному закону, только два использование: циклоидальные профили и эвольвентные . Эвольвентный имеет важные преимущества - простота изготовления и центр Расстояние между парой эвольвентных зубчатых колес можно варьировать без изменение соотношения скоростей. Так близко при использовании эвольвентный профиль. Наиболее часто используемый конъюгат зуба кривой является эвольвентной кривой (Erdman & Sandor 84).

7,3 эвольвентная кривая

Следующие примеры представляют собой эвольвентные цилиндрические зубчатые колеса. Мы используем слово эвольвента , потому что контур зубьев шестерни изогнут внутрь. Механизмы имеют много терминологии, параметров и принципов. Один из важными понятиями является соотношение скоростей , , которое является отношением скорость вращения ведущей шестерни по сравнению с ведомой.

Файл SimDesign для этих передач - simdesign / gear15.30.sim. Количество зубьев в этих шестернях составляет 15 и 30 соответственно.Если 15-зубчатая передача является ведущей, а 30-зубчатая передача является ведомая передача, их скоростное отношение составляет 2.

Другие примеры передач находятся в simdesign / gear10.30.sim и simdesign / gear20.30.sim

7.3.1 Генерация эвольвентной кривой
Рис. 7-3. Эволютивная кривая

Кривая, наиболее часто используемая для зубчато-зубчатых профилей, - это эвольвентная круга. Эта эвольвентная кривая - это путь, пройденный точкой на линии, как линия катится, не скользя по окружности круг.Он также может быть определен как путь, прослеживаемый концом строки который первоначально обернут по кругу, когда строка развернута из круга. Круг, из которого происходит эвольвента, называется базовый круг .

На Рисунке 7-3 пусть линия MN вкатывается в направление против часовой стрелки на окружности круга без скольжение. Когда линия достигла позиции M'N ', ее исходная точка касания A достигла позиции K , проследив эвольвентную кривую АК во время движения.Как движение продолжается, точка A проследит эвольвентную кривую АКС .

7.3.2 Свойства эвольвентных кривых
  1. Расстояние BK равно дуге AB , потому что ссылка , рулон MN без скольжения по кругу.
  2. В любой момент мгновенный центр движения линия - это точка касания окружности.
    Примечание: мы не определили термин мгновенный центр ранее.Мгновенный центр или мгновенный центр определяется двумя способами (Брэдфорд & Guillet 43):
    1. Когда два тела имеют плоское относительное движение, момент центр - это точка на одном теле, вокруг которой вращается другой мгновенно считается.
    2. Когда два тела имеют плоское относительное движение, мгновенный центр точка, в которой тела находятся в состоянии покоя в данный момент считается.
  3. Нормаль в любой точке эволюты касается основания круг.Из-за свойства (2) эвольвентной кривой движение точка, которая отслеживает эвольвенту, перпендикулярна линии в любом мгновенный, и, следовательно, кривая будет также перпендикулярно линия в любой момент.
  4. В базовом круге нет эвольвентной кривой.

7.4 Терминология для цилиндрических зубчатых колес

Рисунок 7-4 показывает некоторые термины для передач.

Рис. 7-4 Цилиндрический механизм

В следующем разделе мы определяем многие термины, используемые в анализ цилиндрических зубчатых колес.Некоторая терминология была определена ранее, но мы включили их здесь для полноты. (См. (Ham 58) для более подробной информации.)

В таблице 7-1 перечислены стандартные системы зубов для цилиндрических зубчатых колес. (Шигли и Uicker 80)

Таблица 7-1 Стандартные системы зубьев для цилиндрических зубчатых колес

В таблице 7-2 перечислены наиболее часто используемые диаметральные шаги.

Грубая подача 2 2,25 2,5 3 4 6 8 10 12 16
Мелкий шаг 20 24 32 40 48 64 96 120 150 200
Таблица 7-2 Обычно используемые диаметральные шаг

Вместо использования теоретического основного шага в качестве показателя размера зуба, базовый круг, который является более фундаментальным кругом, может быть использован.Результат называется базовым шагом р б , и это связано с круговым шагом р по уравнению

(7-8)

7,5 Условия для правильной сетки

Рисунок 7-5 показывает два зубчатых колеса, соприкасающихся в точка K 1 и K 2 .

Рисунок 7-5 Два зубчатых колеса

Чтобы получить правильную сетку, расстояние K 1 K 2 на передаче 1 должно быть таким же, как расстояние K 1 K 2 на передаче 2.Так как K 1 K 2 на обеих передачах равны базовому шагу их передач, соответственно. следовательно

(7-9)

поскольку

(7-10)

и

(7-11)

таким образом

(7-12)

Чтобы удовлетворить вышеуказанному уравнению, пара зубчатых колес должна удовлетворять следующее условие:

(7-13)

7.6 Обычные зубчатые передачи

Зубчатые передачи состоят из двух или более зубчатых колес с целью передача движения от одной оси к другой. Обычное снаряжение поезда имеют оси относительно рамы для всех зубчатых колес, содержащих поезд. Рисунок 7-6a показывает простой обычный поезд , в котором есть только одна передача для каждой оси. В На рис. 7-6b составной обычный поезд считается тот, в котором две или более шестерен могут вращаться вокруг одного ось.
Рисунок 7-6 Обычные зубчатые передачи
7.6.1 Коэффициент скорости

Мы знаем, что передаточное число пары шестерен является обратная пропорция диаметров их шага окружность, а диаметр окружности тангажа равен числу зубцов, разделенных на диаметральный шаг.Также, мы знаем, что для сопрягаемых зубчатых колес необходимо диаметральный шаг, чтобы удовлетворить условию правильного зацепление. Таким образом, мы делаем вывод, что отношение скоростей пары шестерни - это обратное соотношение их числа зубьев.

Для обычных зубчатых передач на рисунке 7-6a мы имеем

(7-14)

Эти уравнения могут быть объединены, чтобы получить отношение скоростей Первая передача в поезде до последней передачи:

(7-15)

Примечание:

  • Номер зубца в числителе соответствует числу зубчатых колес, и номера зубов в знаменателе принадлежат водителю передач.
  • Шестерня 2 и 3 приводятся в движение и, в свою очередь, приводятся в движение. Таким образом, они называется , шестерни . Так как их номера зубов отменяют, бездельник шестерни не влияют на величину отношения ввода-вывода, но они Измените направление вращения. Обратите внимание на стрелки в фигура Передачи холостого хода также могут сэкономить пространство и деньги (если шестерни 1 и 4 зацепляются непосредственно на длинном межосевом расстоянии, их круг будет намного больше.)
  • Есть два способа определения направления вращения направление.Первый способ - обозначить стрелки для каждой передачи, как показано на рисунке 7-6. Второй способ заключается в многократном м. -я мощность « -1 » к общему скоростному отношению. куда м - количество пар внешних зубчатые колеса (пары внутренних контактных зубчатых колес) не меняйте направление вращения). Тем не менее, второй метод не может применяться к пространственным зубчатым передачам.

Таким образом, нетрудно получить коэффициент скорости зубчатой ​​передачи на рисунке 7-6b:

(7-16)

7.7 планетарных зубчатых передач

Планетарный редуктор , также называемый эпициклической передачей поезда , это те, в которых одна или несколько передач вращаются вокруг центральная ось поезда. Таким образом, они отличаются от обычного поезда на имеющие подвижную ось или оси. Рисунок 7-8 показывает базовое устройство, которое является функциональным само по себе или когда используется как часть более сложной системы. Шестерня 1 называется , солнечная шестерня , шестерня 2 - планета , звено H - планета , или планета перевозчик .
Рисунок 7-8 Планетарные редукторы
Рисунок 7-7 Планетарные передачи, смоделированные с использованием SimDesign

Файл SimDesign - это simdesign / gear.planet.sim. Поскольку Солнечная шестерня (самая большая шестерня) зафиксирована степенью свободы вышеуказанного механизма является одним. Когда вы тянете руку или планету, механизм имеет определенное движение. Если солнечная шестерня не замерзла, относительное движение трудно контролировать.

7.7.1 Коэффициент скорости

Определить отношение скоростей планетарных зубчатых передач немного сложнее анализ, чем требуется для обычной передачи поезда.Мы будем следовать процедуре:

  1. Переверните механизм планетарной передачи, представив приложение вращательного движения с угловой скоростью H к механизм. Давайте проанализируем движение до и после инверсии с таблицей 7-3:
    Таблица 7-3. Обращение планетарных зубчатых передач.
    Примечание: H является поворотным скорость передачи i в воображаемом механизме.

    Обратите внимание, что в воображаемом механизме рука H является стационарным и функционирует как рама.Никакая ось механизма не движется Больше. Следовательно, воображаемый механизм является обычным зубчатая передача.

  2. Применить уравнение соотношения скоростей обыкновенного зубчатые передачи к воображаемому механизму. Мы получили (7-17)

    или

    (7-18)
7.7.2 Пример

Возьмите планетарный редуктор на рисунке 7-8. Например. Предположим, N 1 = 36, N 2 = 18, 1 = 0, 2 = 30. Что такое значение N ?

С применением уравнения отношения скоростей для планет Зацепляя поезда, мы имеем следующее уравнение:

(7-19)

Из уравнения и заданных условий мы можем получить ответ: N = 10.

Оглавление
Полное содержание
1 Физические основы
2 механизма и простые машины
3 Еще о машинах и механизмах
4 Базовая кинематика связанных жестких тел
5 планарных связей
6 кулачков
7 передач
7.1 Классификация передач
7.2 Механизм с зубчатым зацеплением
7.2.1 Основной закон действия зубчатого колеса
7.2.2 Коэффициент постоянной скорости
7.2.3 Сопряженные профили
7,3 эвольвентная кривая
7.3.1 Генерация эвольвентной кривой
7.3.2 Свойства эвольвентных кривых
7.4 Терминология для цилиндрических зубчатых колес
7,5 Условия для правильной сетки
7,6 Обычные зубчатые передачи
7.6.1 Коэффициент скорости
7.7 Планетарные передачи
7.7.1 Коэффициент скорости
7.7.2 Пример
8 Другие механизмы
указатель
Ссылки


[email protected]

.
передаточные числа и составные передаточные числа

Разработка простых передаточных чисел (две передачи)

Функция часто запрашивается в моей программе передач заключается в том, что он должен рассчитывать и отображать передаточное число.

Причина, по которой у него нет этой функции, заключается в том, что передаточное число также отношение числа зубьев (двух зубчатых колес), и это значение, которое пользователь должен войти.

Слева два зубчатых колеса с 7 зубцами и 21 зубом будет иметь соотношение 7:21 (что соответствует 1: 3).То есть 7-зубчатая передача будет вращаться 3 раза за один оборот 21-зубчатой ​​передачи. Логика проста, каждая шестерня должна вращаться таким же количеством зубьев, чтобы они были в сетке, так что 7 зубчатая передача, имея одну треть зубов, нужно повернуть в три раза больше

Определение необходимых передач
Предположим, у вас есть двигатель, который вращается со скоростью 1200 об / мин (оборотов в минуту), и вам нужно что-то крутить на 500 об / мин.
Требуемое соотношение составляет 500: 1200 или 5:12.Тем не менее, простые механизмы только с 5 зубцами, как правило, немного грубоваты, поэтому лучше всего сделать (или получить) шестерни с 10 и 24 зубьями.

Определение составных передаточных чисел (несколько ступеней)

Когда зубчатая передача имеет несколько ступеней, передаточное число для Общая система зацепления является продуктом отдельных этапов.

Например, для шестерни слева синие шестерни имеют 7 и 21 зубьев, в то время как зеленые шестерни имеют 9 и 30 зубов.Таким образом, первое передаточное число составляет 7:21, а второе - 9:30. Умножение двух вместе дает (7x9) :( 21x30) = 63: 630, что составляет 1:10. Таким образом, большая зеленая шестерня будет делать 1 оборот на каждые 10 ходов маленькой синей передача.

Определение того, какие шестерни вам нужны для проектирования многоступенчатой ​​передачи
Любое передаточное число, которое может быть достигнуто за счет нескольких ступеней зацепления также производиться одноступенчатой ​​передачей, но для больших передаточных чисел, большая передача может стать громоздкой.

Есть много способов добиться данного сокращения в несколько этапов, но как решить, какой зуб использовать для передач?

Предположим, нам нужно передаточное число 1:11, и мы хотим наименьшую передачу иметь не менее 10 зубов. Мы могли бы сделать это с 10-зубным и 110-зубчатым механизмом. Давай напишем соотношение как

10: 110

Теперь давайте представим, что мы поставили еще один механизм между ними.Давайте представим, что 35 зубчатых колес расположены между 10 и 110 зубцами. передач. Передаточное число между зубчатыми колесами 10 и 110 будет по-прежнему быть одинаковыми, хотя зубчатые колеса 10 и 110 теперь будут вращаться в одном и том же направление, тогда как раньше они поворачивались в разные стороны.

С 35-зубным зубчатым колесом между ними, теперь мы можем думать о 10:35 уменьшение зуба с последующим сокращением зуба 35: 110.

Мы можем уменьшить 35: 110 до 7:22, но если мы не хотим меньше передач чем 10 зубов, нам нужно удвоить это до 14:44.Итак, теперь мы можем сделать наша передача 1:11 со следующими этапами:

10:35 и 14:44

Общее количество зубов между двумя этапами составляет 103 зуба против 120 для оригинальная версия. но что более важно, этот набор передач меньше.

Общие знаменатели очень важны, и может быть необходимо выберите другое число промежуточных зубов, чтобы сделать возможным уменьшение. Если, однако, мы хотели, чтобы передаточное число 11: 127, единственный способ получить такое точное соотношение будет с зубчатой ​​передачей 11 и 127 зубьев (или их кратные), потому что оба являются простыми числами, которые не может быть учтено.

При дальнейшем рассмотрении приведенного выше примера передачи 1:11 мы могли бы получить сделано еще лучше, если бы вместо этого мы начали с 1:11 как 12: 132. Затем мы могли бы написать это как 12:44 и 44: 132, а 44: 132 это соотношение 1: 3, которое мы могли бы также сделать 10:30. Это оставило бы нас с 12:44 и 10:30, что составляет всего 96 Всего зубов. Мы могли бы также поменять две большие передачи, если бы захотели. Например, 10:44 и 12:30, умноженные вместе, также дают соотношение 1:11.


Пример дизайна 2: Механизмы часовых и минутных стрелок циферблата

Предположим, мы хотим сделать сокращение 1:12 для часов. 12 факторов на 4 и 3, так что мы можем сделать 1: 4 и 1: 3. но давайте посмотрим, сможем ли мы сделать два отношения ближе друг к другу.

Давайте умножим обе стороны на 8, чтобы наше соотношение 1:12 стало 8:96.
Чтобы получить коэффициент уменьшения для обеих передач, мы хотим, чтобы каждая передача отношение должно быть около квадратного корня из 12, что составляет около 3.464. Сейчас 8 * 3,464 - это 27,7. Итак, давайте попробуем 28 зубьев для промежуточной передачи.

Таким образом, мы можем написать 8:28:96 или 8:28 и 28:96 Мы можем разделить правую сторону на 4, поэтому мы получаем 8:28 и 7:24

Это не всегда получается так хорошо. Иногда одна сторона или другой не имеет общих делителей, поэтому вам может понадобиться разные значения для промежуточного.

Для часов часовая и минутная стрелки должны быть концентрическими, поэтому обе эти зубчатые пары должны иметь одинаковое расстояние между валами.Если мы используем один и тот же шаг зубьев для обеих передач, валы не будет выстраиваться

Используя мою программу генератора передач, Я могу просто ввести расстояние между валами, и программа соответствующим образом пересчитает размер зуба. Я использовал 8 см для обоих наборов.

Я вырезал шестерни из фанеры толщиной 10 мм на ленточной пиле.

Если я положу их сверху друг от друга, два набора передач выглядят почти одинаково, но они имеют немного разные соотношения, и зубы на одном наборе слегка больше.

Вал через большую шестерню справа соединяется с меньшим 7-зубная шестерня позади него, а более короткая «часовая» стрелка прикручена напрямую к большой передаче.

Теперь, если бы у меня был таймер, который вращался на 1 оборот в час, я мог бы сделать действительно большие часы с этими механизмами.

«Построй часы» - это предложение, которое я часто получаю. Может быть, на днях Я построю один, а может и нет. Нет необходимости предлагать это во всяком случае, потому что мысль наверняка пришла мне в голову :)


Смотри также:

Вернуться на мой сайт по деревообработке.

.

Смотрите также