Механические передачи. 
Прикладная механика

Механической передачей или просто передачей называют механизм, служащий для передачи механической энергии на расстояние от двигателя к рабочему органу машины с преобразованием скоростей и крутящих моментов. Необходимость передач обусловливается различными скоростями движения вала двигателя и рабочего органа машины. Для большинства машин частота вращения л, вала двигателя больше частоты вращения п₂ рабочего органа.

Важнейшим параметром передачи является передаточное отношение.

Передаточное отношение — это отношение угловой скорости со, ведущего вала к угловой скорости ш₂ ведомого:

Условимся в дальнейшем параметрам ведущего звена присваивать индекс 1, а параметрам ведомого элемента — индекс 2.

Независимо от вида передачи все они имеют ряд общих параметров, которые используются при проектировании и расчете.

Окружная скорость.

где со — угловая скорость, рад/с; D — диаметр звена передачи, м; п — частота вращения, об/мин; V — окружная скорость, м/с.

Окружная сила — сила, действующая на звено, вызывающая его вращение и направленная по касательной к траектории точки ее приложения:

где F, — окружная сила, Н; Т— крутящий момент, Н-м, D [м].

Мощность Р при поступательном движении выражается формулой:

в которой используются следующие единицы измерений: мощность — [Вт], окружная сила — [Н] и скорость — [м/с].

При вращательном движении мощность равна:

В формуле (4.5) Р — мощность, [Вт]; Т — крутящий момент [Н-м] и со — угловая скорость [рад/с].

Часто, зная передаваемую мощность и угловую скорость, приходится определять крутящий момент:

Поскольку в технике обычно мощность выражают в киловаттах, а частота вращения п в об/мин, то для определения крутящего момента, выраженного в Н-м, используют зависимость: где Р — в [кВт], ал-в [об/мин]. Формула (4.7) получена из выражения (4.6) с учетом того, что 1 кВт = 10³ Вт и со = ял/30, Т — [Нм].

Коэффициент полезного действия передачи представляет собой отношение полезной мощности на ведомом звене к затраченной мощности ведущего звена, т. е.

Отметим, что коэффициент полезного действия всегда меньше единицы и общий КПД последовательно соединенных передач равен произведению КПД каждой передачи.

Предварительные сравнения различных типов передач по коэффициенту полезного действия можно приводить с помощью табл. 4.3.

Таблица 4.3

Ориентировочные значения основных параметров передач вращательного движения.

Примечание: Относительные размеры и стоимость передач сопоставимы при одинаковых передаточных отношениях и передаваемой мощности.