Mechanické převody.

Přenos je obecně zařízení určené k přenosu energie z jednoho bodu v prostoru do druhého, který se nachází v určité vzdálenosti od prvního.

Podle druhu přenášené energie se převody dělí na mechanické, elektrické, hydraulické, pneumatické atd.
Předmět „Součásti strojů“ studuje mechanické převody určené k přenosu mechanické energie.

Mechanický převod je zařízení (mechanismus, jednotka) určené k přenosu energie mechanického pohybu zpravidla s přeměnou jeho kinematických a výkonových parametrů a někdy i samotného typu pohybu (rotačního na translační nebo komplexní atd.). ).
Technologicky nejrozšířenější jsou převody otáčivého pohybu, kterým je u strojních součástí věnována hlavní pozornost (dále jen převodové prostředky, není-li uvedeno jinak, převod otáčivého pohybu).

Obecně platí, že každý stroj může mít tři součásti: motoru, přenos и akční člen.
Mechanická energie, která pohání stroj nebo jeho jednotlivý mechanismus, je energie otáčivého pohybu hřídele motoru, která je přenášena na akční člen prostřednictvím mechanického převodu nebo převodového zařízení. Přenos mechanické energie z motoru na pohon stroje se provádí pomocí různých převodových mechanismů (dále jen ozubených kol): ozubené kolo, šnek, řemen, řetěz, tření atd.

Funkce mechanických převodů

Přenosem mechanické energie z motoru na aktuátor(y) mohou převodovky současně vykonávat jednu nebo více z následujících funkcí.

Snížení (nebo zvýšení) rychlosti otáčení od hřídele motoru k hřídeli pohonu.
Snížení rychlosti otáčení se nazývá redukce a uzavřená ozubená kola, která snižují rychlost otáčení, se nazývají převodovky.
Zařízení, která zvyšují rychlost otáčení, se nazývají urychlovače nebo multiplikátory.
V technice a strojírenství jsou redukční převody nejrozšířenější, proto je jim v kurzu Části strojů věnována primární pozornost. Zásadní rozdíl ve výpočtech redukčních převodů a akcelerátorů je však malý.

Změna směru toku energie.
Příkladem je ozubený převod (reduktor) zadní nápravy automobilu. Osa otáčení hřídele motoru u většiny automobilů svírá pravý úhel s osou otáčení kol. Pro změnu směru toku výkonu se v tomto případě používá kuželové soukolí.

Regulace otáček hnaného hřídele.
Se změnou rychlosti otáčení se mění i točivý moment: nižší frekvence odpovídá vyššímu točivému momentu. K regulaci rychlosti otáčení hnaného hřídele se používají převodovky a variátory.
Převodovky zajišťují skokovou změnu rychlosti otáčení hnaného hřídele v závislosti na počtu stupňů a zařazeném stupni.
CVT zajišťují plynulou změnu rychlosti otáčení hnaného hřídele v určitém rozsahu.

Převod jednoho typu pohybu na jiný (rotační na translační, rovnoměrný na přerušovaný atd.).

Zpětný pohyb je změna směru otáčení výstupního hřídele stroje jedním nebo druhým směrem v závislosti na funkční potřebě.

Rozdělení energie motoru mezi několik pohonů stroje.
Každý zemědělský kombajn tedy obsahuje několik mechanismů, které provádějí nezávislé technologické operace pro sklizeň a každý z těchto mechanismů pohání svůj vlastní výkonný prvek (podvozek, žací stroj, mlátička, čištění atd.). Vzhledem k tomu, že sklízecí mlátička je obvykle vybavena jednou pohonnou jednotkou (motorem), je její energie rozdělována mezi každý ze samostatných mechanismů pomocí převodů.

Klasifikace mechanických převodů

V závislosti na principu činnosti jsou mechanické převodovky rozděleny do dvou hlavních skupin:

• ozubené převody (ozubené, šnekové, řetězové);
• třecí převody (třecí, řemenové).

Každá z těchto skupin převodů je rozdělena do dvou podskupin:

• přenosy s přímým kontaktem přenosových spojů;
• převody s pružným spojením (řetěz, řemen) mezi články převodu.

Kromě těchto hlavních klasifikačních charakteristik se převodovky dělí podle některých dalších konstrukčních charakteristik: umístění hřídelů, povaha změny točivého momentu a úhlové rychlosti, počet stupňů atd.

Klasifikace mechanických převodovek podle různých kritérií je uvedena níže.

1. Podle způsobu přenosu pohybu ze vstupního hřídele na výstupní hřídel:
1.1. Převodovka:
1.1.1. s přímým kontaktem rotačních těles – ozubené kolo, šnek, šroub;
1.1.2. s pružným spojením – řetěz, ozubený řemen.
1.2. Třecí ozubená kola:
1.2.1. s přímým stykem rotačních těles – třecí;
1.2.2. s pružným spojením – pás.

2. Podle vzájemné polohy hřídelí v prostoru:
2.1. s osami rovnoběžných hřídelí – ozubená kola s válcovými koly, třecí s válcovými válečky, řetěz;
2.2. s protínajícími se osami hřídele – ozubené a třecí kuželové, třecí čelní;
2.3. s protínajícími se osami – ozubené kolo – šroubové a hypoidní, šnekové, čelní tření s válečkovým přesazením.

3. Podle charakteru změny úhlové rychlosti výstupního hřídele ve vztahu ke vstupu: zmenšení (snížení) a násobení (zvýšení).

4. Podle povahy změny převodového poměru (počet): převody s konstantním (neměnným) převodovým poměrem a převody s proměnným (měnitelným buď ve velikosti, nebo ve směru, nebo obojí dohromady) převodovým poměrem.

5. Podle pohyblivosti os a hřídelů: převodovky s pevnými osami hřídele – běžné (rychlostní skříně, převodovky), převodovky s pohyblivými osami hřídele (planetové převody, variátory s rotačními válečky).

6. Podle počtu fází konverze pohybu: jedno-, dvou-, tří- a vícestupňové.

7. Podle konstrukce: uzavřené a otevřené (bez rámu).

V technologii jsou nejrozšířenější následující typy mechanických převodů:

• Ozubené kolo (válcové, kuželové, hypoidní, vlnové, planetové atd.);
• Řemen (plochý řemen, klínový řemen, kruhový řemen atd.);
• Červovitý;
• Tření (konstantní převod, zpětný chod a variátory);
• Šroubová ozubená kola.

Pohony ozubeným řemenem lze klasifikovat jako samostatnou skupinu ozubených kol s mezilehlým pružným spojením, protože jsou schopny přenášet výkon jak třením, tak záběrem.

Hlavní charakteristiky mechanických převodů

Hlavními charakteristikami převodovky nutnými pro její výpočet a návrh jsou přenášený výkon (ve velikosti a směru) a rychlost otáčení hřídelů – vstupní (pohon), mezilehlá, výstupní (hnaná).
V technických výpočtech se místo úhlových rychlostí obvykle používají frekvence otáčení hřídele – n_in a n_out , měřeno v otáčkách za minutu. Vztah mezi úhlovou rychlostí ω (rad/s) a rychlostí otáčení n (ot./min):

Dalším důležitým parametrem mechanické převodovky je koeficient výkonu (účinnost), který charakterizuje ztrátu výkonu při přenosu z motoru na akční člen.