Основные виды передач: Передачи, их виды: фрикционные, ременные, цепные, зубчатые, червячные

Виды зубчатых передач и отличительные особенности

Подавляющее большинство механических передач имеет в своей основе зубчатые зацепления. Другими словами, в зубчатой передаче усилие передается благодаря зацеплению пары зубчатых колес (зубчатой пары). Зубчатые передачи активно используются, позволяя изменять скорость вращения, направление, моменты.

Основной задачей является преобразования вращательного движения, а также изменение расположения элементов трансмиссии и ряд других функций, которые необходимы для работы узлов, агрегатов и механизмов. Далее мы рассмотрим типы зубчатых передач, их особенности, а также достоинства зубчатых передач и их недостатки.

Содержание статьи

• Виды зубчатых передач
• Из чего изготавливаются зубчатые колеса и шестерни
• Достоинства и недостатки зубчатых передач
• Подведем итоги

Виды зубчатых передач

Как уже было сказано, зубчатые зацепления (передачи зацеплением) позволяют эффективно реализовать передачу вращательного движения, которое поступает от двигателя.

Параллельно осуществляется преобразование движения, изменяется частота вращения, величина крутящего момента, направление осей вращения и т.д. Чтобы выполнять такие задачи, существуют разные виды передач. Прежде всего, их принято классифицировать  согласно особенностям расположения осей вращения.

• Цилиндрическая передача. Такая передача состоит из пары, которая обычно имеет разное количество зубьев, а оси зубчатых колес цилиндрической передачи являются параллельными. Также отношение чисел зубьев принято называть передаточным отношением. Меньшее по размеру зубчатое колесо называется шестерней, тогда как большое называют зубчатым колесом.

  В том случае, когда шестерня ведущая, при этом передаточное число оказывается больше единицы, такая передача является понижающей, так как зубчатое колесо будет вращаться с меньшей частотой, чем шестерня. Также одновременно при условии уменьшения угловой скорости происходит увеличение крутящего момента на валу.  В случае, когда передаточное число оказывается меньше единицы, такая передача буде повышающей.

• Коническое зацепление. Особенностью является то, что оси зубчатых колес будут пересекаться, вращение передается между валами, расположенными под тем или иным углом. Передача будет понижающей или повышающей с учетом того, какое из колес оказывается ведущим в передаче данного типа.
• Червячная передача. Такая передача отличается тем, что имеет оси вращения, которые скрещиваются. Большое передаточное число получается в результате соотношения числа зубьев колеса, а также числа заходов червяка. Сами червяки бывают однозаходными, двухзаходными или четырехзаходными.  Также важной особенностью червячной передачи считается то, что в этом случае вращение передается исключительно от  червяка на червячное колесо.  При этом обратный процесс является нереализуемым по причине ильного трения. Данная система имеет способность самостоятельно затормаживаться благодаря применению червячных редукторов (например, в механизмах для подъема грузов).
• Реечное зацепление, которое удается реализовать при помощи зубчатого колеса и рейки. Такое решение позволяет эффективно преобразовать вращательное движение в поступательное и обратно. Например, в автомобиле решение обычно используется в устройстве рулевого управления (рулевая рейка).
• Винтовые передачи. Такие передачи используются в том случае, если валы скрещиваются. При этом контакт зубьев зацепления точечный, сами зубья сильно изнашиваются под нагрузками. Передачи данного типа зачастую используются в разных приборах.
• Планетарная передача (планетарный механизм). Данный тип зацепления отличается от остальных тем, что в нем использованы зубчатые колеса, имеющие подвижные оси. Как правило, присутствует жестко закрепленное наружное колесо, которое имеет внутреннюю резьбу.

  Еще имеется центральное колесо, а также водило с сателлитами. Указанные элементы перемещаются по окружности неподвижного колеса, благодаря чему они вращают центральное колесо. В этом случае происходит передача вращения от водила на центральное колесо или же обратно.

Зубчатые передачи могут иметь наружное или внутреннее зацепление.   Если с наружным все понятно (в данном случае схема зубчатой передачи предполагает, что зубья расположены сверху), то при внутреннем зацеплении зубья большего колеса располагаются на внутренней поверхности. Также вращение возможно только в одном направлении. 

Рассмотрев выше основные виды зацеплений (зубчатых передач), следует добавить, что при этом указанные типы могут использоваться в разных сочетаниях с учетом особенностей тех или иных кинематических схем.

• Еще зубчатые передачи могут отличаться по форме зубьев, профилю и типу. С учетом отличий принято выделять следующие зацепления: эвольвентные, круговые и циклоидальные. При этом чаще всего используются именно эвольвентные зацепления, так как технологически данное решение превосходит другие аналоги.

Прежде всего, такие зубья нарезаются при помощи простого реечного инструмента. Указанное зацепление имеет постоянное передаточное отношение, которое никак не зависит от степени смещения межцентрового расстояния.  Недостатком зацепления является только то, что во  время передачи большой мощности сказывается небольшое пятно контакта в двух выпуклых поверхностях зубьев.  Результат —  разрушение поверхности и другие дефекты материала.

Еще добавим, что круговое зацепление отличается тем, что выпуклые зубья шестерни сцеплены с вогнутыми колесами. Это позволяет значительно увеличить пятно контакта, однако также сильно возрастает сила трения в указанных парах.

• Также можно отдельно выделить сами виды зубчатых колес: прямозубые, косозубые, шевронные и криволинейные. Прямозубые являются наиболее распространенными типами пар, они просты в разработке, дешевы в изготовлении и надежны в рамках эксплуатации. Линия контакта в данном случае параллельна оси вала. Такие колеса отличаются дешевизной производства, однако способны передать сравнительно небольшой максимальный крутящий момент по сравнению с косозубыми и шевронными зубчатыми колесами.

Косозубые колеса оптимально применять в том случае, если частота вращения очень высокая.

Данное решение позволяет добиться плавности и снижения шума. Минусом принято считать большую нагрузку на подшипники, так как возникают осевые усилия.

Шевронные колеса имеют ряд преимуществ, свойственных косозубым парам. Прежде всего, они не создают дополнительной нагрузки на подшипники осевыми усилиями (силы разнонаправлены).

Криволинейные колеса обычно используют в том случае, когда необходимы максимальные передаточные отношения. Такие колеса создают меньше шума при работе, а также более эффективно работают на изгиб.

Из чего изготавливаются зубчатые колеса и шестерни

Как правило, в основе зубчатого колеса лежит сталь. При этом шестерня должна иметь большую прочность, так как сами колеса могут иметь разные характеристики по прочности.

По этой причине шестерни изготавливаются из разных материалов, а также такие изделия проходят дополнительную термическую обработку и/или комплексную химическую и температурную обработку.

Например, шестерни, которые выполнены из легированной стали, также проходят процесс упрочнения поверхности, в рамках которого может быть использован  метод, позволяющий добиться желаемых характеристик (азотирование, цементация или цианирование). Если для изготовления шестерни используется углеродистая сталь, такой материал проходит поверхностную закалку.

Что касается зубьев, для них предельно важна прочность поверхности, а также сердцевина должна быть мягкой и вязкой.  Данные характеристики позволяют избежать излома и быстрого износа рабочей нагруженной поверхности. Еще добавим, что колесные пары механизмов, где нет больших нагрузок и высокой частоты вращения, изготавливают из чугуна. Также можно встретить в качестве материала для изготовления колесных пар бронзу, латунь и  даже всевозможные виды пластика.

Сами зубчатые колеса выполняются из заготовки, полученной методом литья или штамповки. Затем применяется метод нарезки зубьев. Нарезка осуществляется путем использования методов копирования, обкатки.  Метод обкатки дает возможность изготовить зубья разной конфигурации при помощи одного инструмента (долбяк, червячные фрезы, рейка).

Чтобы осуществить нарезку методом копирования, требуются пальцевые фрезы. После нарезки выполняется термическая обработка. Если же нужно зацепление высокой точности, после такой термообработки дополнительно выполняется шлифовка и обкатка.

Достоинства и недостатки зубчатых передач

Прежде всего, среди достоинств зубчатой передачи можно выделить:

Также выделяют и недостатки зубчатой передачи:

• повышенные требования к качеству изготовления и точности установки;
• при высокой скорости вращения возникает шум по причине возможных неточностей при изготовлении шага и профиля зубьев;
• повышенная жесткость не позволяет эффективно компенсировать динамические нагрузки, в результате чего возникает разрушение и пробуксовки, появляются дефекты;

Напоследок отметим, что во время обслуживания механизм нужно осматривать, производя проверку состояния зубчатых колес, шестерен и зубьев на предмет повреждений, трещин, сколов  и т.д.

Также проверяется само зацепление и его качество (часто используется краска, которая наносится на зубья). Нанесение краски позволяет изучить величину пятна контакта, а также расположение относительно высоты зуба. Для регулировки зацепления применяются прокладки, которые ставятся в подшипниковые узлы.

Подведем итоги

Как видно, зубчатая передача является достаточно распространенным решением, которое используется в различных узлах, агрегатах и механизмах. С учетом того, что существует несколько типов таких передач, перед использованием одного или другого вида, в рамках проектирования конструкторы учитывают кинематические и силовые характеристики работы разных механизмов и агрегатов.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое дифференциал коробки передач. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, назначении, устройстве и принципах работы дифференциала КПП.

С учетом ряда особенностей и нагрузок подбирается вид зубчатой передачи, ее габариты, определяется степень нагрузки. После этого выполняется подбор материалов для изготовления зубчатых пар, а также способы необходимой обработки и нарезки зубьев. При расчетах отдельно учитывается модуль зацепления, величины смещений, количество зубьев шестерни и колеса, расстояние между осями, ширина венцов и т.д.

При этом основными условиями, которые определяют срок службы зубчатой передачи и ее ресурс, принято считать общую износостойкость поверхностей зубьев, а также прочность зубьев на изгиб. Чтобы получить нужные характеристики, в рамках проектирования  производства зубчатых механизмов указанным особенностям уделяется отдельное повышенное внимание.

Цепные передачи – описание, виды, плюсы и минусы — Статьи

19.10.2018 11

Широкое применение цепных передач в самых различных машинах и механизмах обусловлено набором предоставляемых ими характеристик. Главными достоинствами подобного способа передачи энергии выступает универсальность, простота и экономичность.

Под цепной передачей понимается передача вращательного движения, которая осуществляется между расположенными параллельно друг к другу валами при помощи бесконечной цепи, соединяющей размещенные на них звездочки. Как ременная, цепная передача относится к передачам с гибкой связью. Однако, она способна изгибаться исключительно в одной плоскости, поэтому может быть эффективно использована только для расположенных параллельно валов.

Особенности цепной передачи и ее отличия от ременной

Первое серьезное отличие двух самых широко распространенных видов передач – цепной и ременной – было указано выше. Оно заключается в возможности изгиба цепи только в одной плоскости и, как следствие, использование исключительно для валов, расположенных параллельно друг другу.

Другим немаловажным отличием выступает отсутствие в цепной передаче ключевого значения такого важного параметра, как угол обхвата цепью звездочки. В отличие от ременной передачи он не играет настолько серьезной роли в обеспечиваемых при передаче энергии характеристиках.

В качестве существенного фактора, являющегося плюсом цепной передачи, можно назвать отсутствие необходимости предварительно натягивать цепь, так как действие механизма обеспечивается зацеплением звеньев цепи с зубьями звездочек.

Важной особенностью цепной передачи выступает возможность эффективного использования практически для любых межосевых расстояний – как для малых, так и для больших. Она дополняется способностью передачи мощности от одного вала сразу нескольким. Кроме того, цепная передача может быть как понижающей, так и повышающей, что также является характерной отличительной чертой этого способа передачи энергии.

Классификация цепных передач

При классификации цепных передач применяется несколько признаков. Например, по функциональному назначению и способу использования в машиностроении и других отраслях промышленности различают три вида цепей:

• грузовые. Основной целью использования этого типа выступает подвеска и перемещение различных грузов. В подобной ситуации механизм, как правило, является частью какого-либо грузоподъемного оборудования или устройства, а скорость перемещения, главным образом, по вертикали составляет не более 0,5 м/с;

• тяговые. В этом случае цепь также используется для перемещения грузов, но с более высокой скоростью, достигающей 2-4 м/с. Это объясняется тем, что движение осуществляется в значительной степени по горизонтали с применением таких механизмов, как элеваторы, транспортеры, эскалаторы и т.д.;

• приводные. Наиболее распространенный вариант цепей, обычно используемый с малым шагом, что позволяет снизить нагрузки и увеличить срок службы изделия. Целью его использования выступает передача энергии в крайне обширном интервале скоростей, причем показатель передаточного отношения является величиной постоянной.

Именно последний вид цепей применяется в цепных передачах. Более того, слово приводные при их описании часто опускается, а в большей части технической и справочной литературы понятия «приводная цепь» и «цепь в цепной передаче» в значительной степени тождественны.

Другими классифицирующим параметрами цепных передач выступают:

• тип цепи – роликовые, зубчатые или втулочные;

• число рядов – одно- и многорядные;

• количество ведомых валов/звездочек – двух- и многозвенные;

• расположение звездочек – горизонтальные, вертикальные или наклонные;

• вариант регулировки степени провисания цепи – с натяжной звездочкой или специальным натяжным устройством;

• конструкция – открытые и закрытые;

• влияние на частоту вращения валов – повышающие и понижающие.

Достоинства цепной передачи

Большая часть преимуществ цепной передачи обычно рассматривается по сравнению с ременной. Это вполне логично, так именно эти два способа передачи вращательной энергии используются наиболее широко. Некоторые достоинства цепной передачи наглядно проявляются по отношению к зубчатой, которая также применяется на практике достаточно часто.

Основными плюсами использования цепной передачи выступают такие:

• высокий уровень прочностных характеристик, который допускает намного более серьезные нагрузки. В результате при компактных размерах обеспечивается большая эффективность;

• возможность использования в одном механизме сразу нескольких ведомых звездочек;

• возможность передачи энергии на крайне серьезные расстояния, доходящие до 8 м;

• относительно небольшой (по сравнению с ременной передачей – меньше в 2 раза) уровень радиальной нагрузки на валы;

• высокая эффективность. КПД цепной передачи находится на уровне 90%-98%;

• серьезная мощность передаваемой энергии, параметры которой достигают нескольких тысяч кВт;

• впечатляющие показатели скорости движения цепи и значения передаточного числа, составляющие, соответственно, до 35 м/с и 10;

• компактность механизма;

• отсутствие такого негативного фактора, характерного для ременной передачи, как скольжение;

• простая и удобная замена цепи, которая дополняется отсутствием необходимости серьезного начального натяжения.

Недостатки цепной передачи

Количество очевидных минусов рассматриваемого способа передачи энергии существенно меньше числа достоинств, перечисленных выше. Тем не менее, недостатки присутствуют и к их числу относятся:

• достаточно высокая цена изготовления механизма и главной его расходной части – самой цепи;

• отсутствие возможности применять передачу при реверсировании без ее полной остановки;

• использование цепной передачи предусматривает практически обязательное применение картеров;

• далеко не всегда конструкция механизма позволяет обеспечить удобную подачу смазки к шарнирам и звеньям цепи;

• при небольшом количестве зубьев наблюдается непостоянство скорости движения цепи, что становится причиной колебания такого важного параметра как передаточное отношение;

• высокий уровень шума, сопровождающего эксплуатацию устройства;

• серьезные требования к правильному расположению валов;

• необходимость в постоянном контроле над работой механизма и его обслуживании, отсутствие которых могут привести к быстрому износу.

Сравнение недостатков и достоинств показывает, что при грамотном использовании цепная передача позволяет добиться высокого КПД при разумном уровне затрат. Главное при этом – грамотно воспользоваться очевидными преимуществами этого механизма, минимизировав его минусы.

Каковы различные типы передачи?

1. Автомобильные рейтинги
2. Путеводители по покупкам автомобилей
3. Каковы различные типы передачи?

Дастин Хоули | 23 сентября 2022 г.

Покупка автомобиля — сложный процесс, в который вовлечено множество факторов. Вы должны принимать во внимание форму, цену и технологические особенности каждый раз, когда переходите от одной модели к другой.

Хотя все сводится к предпочтениям, в конце концов, понимание плюсов и минусов определенных функций автомобиля может быть полезным. Вы должны знать, что автомобиль идеально подходит и будет радовать вас в будущем.

В этой статье мы сосредоточимся на одной из этих технологических особенностей: трансмиссии. Давайте опишем различные типы трансмиссий, объясним, что они делают, и проанализируем плюсы и минусы каждой из них.

Хотите действовать?

Хотите действовать?

Интернет-магазин автомобилей для продажи

Хотите нырнуть глубже?

Хотите нырнуть глубже?

Сравните автомобили онлайн

ХОТИТЕ МАКСИМАЛЬНО ПОВЫСИТЬ ПОКУПАТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ?

ХОТИТЕ МАКСИМАЛЬНО ПОВЫСИТЬ ПОКУПАТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ?

Найдите местные поощрения и скидки на новые автомобили

Благодарю вас

Теперь вы подписаны на информационный бюллетень J. D. Power Cars.

Обзор новых автомобилей

2024 GMC Sierra EV Preview

Новый Sierra EV использует общую платформу с Hummer EV (в версиях пикап и внедорожник) и Silverado EV. В то время как Sierra EV разделяет платформу и большую часть своих основ с Silverado, он предлагает отличительную высококлассную отделку GMC и роскошные конфигурации.

Читать полный обзор

Cadillac Celestiq 2024 г. Предварительный просмотр

Собранный вручную Celestiq основан на платформе GM Ultium и отличается уникальной конструкцией, снижающей сложность и повышающей жесткость конструкции. В то время как Celestiq — это автомобиль от основного американского автопроизводителя, Cadillac не нацеливал полностью электрический седан на своего типичного покупателя.

Читать полный обзор

Mercedes-AMG EQE SUV 2024 г. Предварительный просмотр Несмотря на то, что это быстрый спортивный внедорожник, AMG EQE обладает всеми атрибутами роскоши своего «обычного» аналога. Это включает в себя массивные сенсорные экраны, обновленные технологии и функции безопасности, а также множество шикарных функций.

Читать весь обзор

Читать все статьи

Объяснение трех основных типов автомобильных трансмиссий

Независимо от того, являетесь ли вы новичком в мире автомобилей или уже много лет водите машину, важно понимать, какие типы трансмиссий существуют в транспортных средствах. Хотя большинство водителей узнают только об одном виде, у каждого есть свои преимущества и недостатки.

 

Этот пост в блоге расскажет вам о трех основных типах передач. Мы объясним, как они работают и чем они отличаются друг от друга.

 

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач является старейшим и наиболее традиционным типом коробки передач. Он используется в автомобилях уже более ста лет. Механическая коробка передач использует сцепление, управляемое водителем, для регулирования крутящего момента и передачи мощности от двигателя к трансмиссии.

Поскольку механические трансмиссии являются самыми простыми из всех типов трансмиссий, они имеют самый продолжительный срок службы. Механические коробки передач становятся все менее распространенными, так как все больше водителей переходят на автоматические коробки передач.

 

Преимущества  — Существенным преимуществом механической трансмиссии является то, что она обеспечивает лучшую экономию топлива по сравнению с другими типами трансмиссии. Они также обеспечивают больший контроль над автомобилем, позволяя водителям быстро вносить коррективы на лету.

 

Недостатки  — Одним из недостатков механической коробки передач является сложность обучения работе с ней. Если вы не знаете, что делаете, вы можете легко заглохнуть на своей машине.

 

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач является наиболее популярным типом коробки передач. Этот тип трансмиссии автоматически изменяет передаточные числа при движении автомобиля. Они просты в использовании, что значительно упрощает вождение автомобиля.

 

Преимущества  — Автоматическая коробка передач обеспечивает хорошую экономию топлива и снижает износ двигателя. Автоматические коробки передач предлагают лучшую управляемость и инновации.

 

Недостатки  — Одним из недостатков автоматических коробок передач является то, что они могут быть менее отзывчивыми, чем механические коробки передач. Они также дороже, чем другие типы трансмиссий.

 

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) 

Бесступенчатые трансмиссии — это трансмиссии без шестерен. Вместо этого эта система полагается на ремень и механизм шкивов для переключения передач. Этот тип трансмиссии становится все более популярным, потому что он обеспечивает хорошую экономию топлива и производительность.

 

Преимущества  — Бесступенчатые трансмиссии обеспечивают превосходную экономию топлива, они отзывчивы и могут работать с большой мощностью.

 

Недостатки  — Одним из недостатков вариаторов является то, что их ремонт или замена могут быть дорогими. Они также имеют тенденцию быть менее надежными, чем другие типы трансмиссий.

 

Какой тип передачи вам больше всего подходит? Это зависит от ваших потребностей и манеры вождения. Если вы хотите что-то простое и удобное в использовании, выбирайте автоматическую коробку передач. Если вам нужна лучшая экономия топлива, подумайте о вариаторе. А если вы предпочитаете традиционный опыт вождения, выберите механическую коробку передач.

Вас не впечатляют характеристики трансмиссии вашего автомобиля? Не волнуйся! Southgate Ford, обслуживающий Allen Park, MI , может вам помочь. Наша команда экспертов будет более чем рада предоставить услуги для любого типа трансмиссии, поэтому назначьте встречу сегодня, и позвольте нам позаботиться о вашем автомобиле.