Види передач обертального руху

Види передачі обертального руху.

При розв’язуванні певного типу задач необхідно враховувати спосіб передачі обертального руху від одного механізму до іншого. Тому доцільно подати учням матеріал про види передач і методи їх розрахунку.

Пасова передача.

При пасовій передачі два колеса-шківи, закріплені на різних валах, охоплюються “безконечним (замкненим, коловим)” привідним пасом. Шків А на валу двигуна називається ведучим, а шків В на валу механізму – веденим. Якщо діаметри шківів не однакові то їх кутові швидкості (число обертів) будуть різні (оскільки лінійні швидкості повинні бути однакові        –        пас    не    “пробуксовує”).

Позначимо: R₁ – радіус ведучого шківа (А), R₂ – радіус веденого шківа (В), n₁ - кількість обертів ведучого шківа, n₂ - кількість обертів веденого шківа, ω₁ – циклічна частота ведучого шківа, ω₂ – циклічна частота веденого шківа, ν₁ –

частота обертання ведучого шківа, ν₂ – частота обертання веденого шківа, v₁ – лінійна швидкість ведучого шківа, v₂ – лінійна швидкість веденого шківа.

Тоді:   v₁ = ω₁·R₁ і   v₂ = ω₂·R₂.      Так як    v₁ = v₂ то отримуємо рівність:   ω₁·R₁ = ω₂·R₂. Звідси можна записати такі співвідношення:                          ω₁/ω₂·= n₁/n₂ = ν₁/ν₂ = R₂/R₁.

Число обертів шківів обернено пропорційне їх діаметрам (радіусам).

Число n₂/n₁ називається передаточним числом. Число обертів вала механізму тим більше, чим менший діаметр його шківа. На практиці вважають невигідною передачу з передаточним числом більшим за 5 або меншим за 1/5.

 При прямій пасовій передачі обидва шківи обертаються в один бік. Щоб надати веденому шківу обертання в протилежну сторону ніж в ведучого потрібно схрестити пас.

Фрикційна передача.

Фрикційна передача являє собою два колеса притиснуті одне до одного з деякою силою. При обертанні одного колеса, наприклад за стрілкою годинника, друге колесо внаслідок тертя також починає обертатися але вже проти стрілки годинника. Фрикційна передача використовується при передачі невеликих потужностей. Лінійні швидкості обох шківів однакові, кутова швидкість, частота, кількість обертів шківів обернено пропорційні їх радіусам.

Зубчаста передача.

В зубчастій передачі обертальний рух одного зубчастого колеса

(шестірні) зумовлює обертання іншого зубчастого колеса. Число обертів веденого колеса залежить від числа обертів ведучого і числа зубців на кожному колесі. Нехай одна шестірня має z₁ зубців і робить n₁ обертів за секунду, а друга, зчеплена з нею, шестірня має z₂ зубців і робить n₂ обертів. За 1 секунду через точку зчеплення пройде z₁n₁ зубців в першій шестірні і z₂n₂ в другій шестірні. Оскільки число

зубців, що пройшли на обох шестірнях, рівні між собою, то:   z₁n₁ = z₂n₂ . Звідси:                          n₁/n₂ = z₂/z₁.

Число обертів кожної із зчеплених шестерень обернено пропорційне числу зубців.

Щоб дістати на механізмі такий самий напрям обертання, як на ведучому колесі, застосовується проміжна шестірня.

Коробка швидкостей (передач) автомобіля.

Щоб дістати потрібні швидкості, в різних механізмах (автомобілях) застосовують        коробки      швидкостей          (передач). Передача обертального руху в них здійснюється зубчастими колесами.   На     малюнку     показано триступінчату коробку передач. Тут А – ведучий вал, В – ведений вал, а С – проміжний вал. Особливим механізмом можна роз’єднувати вали А і В. На ведучому валі А насаджено шестірню 1. На проміжному валі С укріплені шестірні 2, 3, 4 і 7, на веденому валі В встановлені ковзні шестірні 5 і 6 (каретки).

Шестірні 5 і 6, які обертаються разом з валом В, можуть переміщатися вздовж цього вала за допомогою кільцевих проточок (М), в які входять спеціальні вилки (М) для пересування шестерень. Шестірня 1 завжди зчеплена з шестірнею 2. шестірня 7 і зчеплена з нею шестірня 8 служать для надання автомобілю заднього ходу.

І передача. Шестірня 5 зчеплена з шестірнею 4. Вали В і А прямого зчеплення не мають. Ведений вал В обертається з найменшою швидкістю при даному числі обертів двигуна. Перша передача дає найбільше тягове зусилля.

ІІ передача. Шестірня 6 зчеплена з шестірнею

3; шестірня 5 повертається на попереднє місце.

Вали В і А прямого зчеплення не мають.

Швидкість обертання вала збільшується.

ІІІ передача. (Пряма передача). Вали А і В з’єднані безпосередньо. Шестірні 5 і 6 не зчеплені з шестірнями проміжного вала С. Ведений вал робить стільки ж обертів, що й ведучий. Проміжний вал С обертається вхолосту.

Задній хід. Задній хід (зворотне обертання веденого вала) здійснюється за допомогою шестірні 8, яка сидить на короткій осі. Ця шестірня завжди зчеплена з шестірнею 7, яка розміщена на проміжному валі С. 

Література

1.           Е.А.Скороходов.        Общетехнический         справочник.         Москва. Машиностроение. 1982.

2.           О.В.Пьоришкін. Курс фізики ч.2. Київ. Радянська школа. 1965.