Лекции Детали Машин

18.Конические зубчатые передачи.

Геометрия конического зацепления
[pic]
de – внешний делительный диаметр
dae – внешний диаметр вершин зубьев
dfe – внешний диаметр впадин зубьев

dm – средний делительный деаметр

Rm – среднее конусное расстояние
Re – внешнее конусное расстояние
b – высота зуба
h – ширина зуба
?1, ?2 – углы начальных конусов
Конические передачи применяют, когда оси валов пересекаются под прямым
углом, профиль зубьев может быть эвольвентным или круговым:
 - Прямозубые передачи применяются при окружных скоростях до 5 м/с
 - Передача с круговыми зубьями обладает большой нагрузочной способностью,
   обеспечивает плавное зацепление и менее шумное в работе. Более
   технологичны в изготовлении.
 Угол наклона зубьев на длительном диаметре ?=35?
 [pic];


 Основные размеры зубчатых колес.
1. Внешний делительный диаметр
   de1 = me·z1
      de2 = me·z2

2. Внешний диаметр вершин зубьев
      da1 = de1 + 2me·cos?1
      da2 = de2 + 2me· cos?2
3. Внешнее конусное расстояние
      [pic]
4. Среднее конусное расстояние
      Rm = Re – 0,5b
5. Средний окружной модуль
      [pic], где
 me – внешний торцевой окружной модуль
 Для зубчатых колес с круговым зубом его обозначают, как mte. Округляются до
 стандартного числа.
6. Средний делительный диаметр
   dm1 = m·z1
   dm2 = m·z2
7. Передаточное отклонение передачи
      [pic];
      [pic]; –  передаточное число


 19.Силы в зацеплении конических колес.
 [pic]

 Fn – нормальная сила в зацеплении
 Fe – окружная сила
 Fr – радиальная сила
 Fa – осевая сила
 При определении усилии в зацеплении нагрузку распределенную по ширине
 зубчатого венца это заменяют сосредоточенной силой Fn
      [pic]
 Радиальная сила:
 [pic]
 [pic]
 [pic][pic]


20.Червячные передачи
Червячная передача – это передача с перекрещивающимися осями.
Состоит из винта червяка и червячного колеса

Преимущества:
1.Плавность и бесшумность работы
2.Возможность получения больших передаточных отношений (особенно вне
силовых передач u=1000)
3.Возможность самоторможения передачи за счет сил трения в червячной паре

Недостатки:
1.Низкий КПД
2.Значительное выделение тепла в зоне передач
3.Интенсивное изнашивание и склонность к заеданию
4.Необходимость применения для венцов червячных колес дорогих
антифрикционных материалов
5. Повышенные требования к точности сборки

Применение:
При небольших и средних мощностях (50-150кВт)
При окружных скоростях до 25 м/с

Классификация червячных передач.
   1.По форме внешней поверхности червяка
   а) цилиндрический
   б) глобоидальный
   [pic]

   Глобоидальные червяки сложнее в изготовлении, имеют высокий КПД, более
   надежны и долговечны.

   2.По расположению червяка различают с верхним, нижним и боковым
   расположением.
   [pic]
   С нижним расположением применяется при [pic]м/с (это обусловлено тем, что
   при большей скорости масло будет вытекать, пенится и не поступать в
   трущиеся пары)

   3.По числу витков червяка
   Резьба червяка может быть одно и многозаходной, правой и левой.
    z1=1,2,4(с кол-вом витков)
   4.По профилю резьбы
   В зависимости от способа нарезания червяка:
   a) архимедов червяк;
   б) конвалютный червяк;
   в)эвольвентный червяк;
   г)спираидальный червяк;
   д)тороидальный червяк.



Изготовление червяков

Червяки могут быть нарезаны на
токарно-винторезном станке
[pic]
или модульной фрезой.
[pic]
Червячные колеса чаще всего нарезают червячными фрезами с более высоким
профилем и острыми кромками.

21.Геометрия червячных передач
   [pic]

   [pic] - угол профиля червяка равен 20?

    Шаг резьбы червяка связан с числом заходов по формуле
                                   [pic],
   где z1-число заходов

   Угол подъема винтовой линии червяка на делительной окружности:
   [pic], где q-коэффициент делительного диаметра
   d1=m·q , где d1-делительный диаметр

   1.Делительный диаметр
   d1=q·m
   d2=m·z2

   2.da1=d1+zm=m(q+2)
      da2=d2+2m=m(z2+2)

   3.df1=d1-2,4m=m(q-2,4)
      df2=d2-2,4m=m(z2-2,4)
   4.a?=[pic]m(q+z2)
   5.Ширина нарезанной части червяка
   при z1=1;2
          b1?(11+0,06·z2)m+?
   при z1=3;4
            b1?(12+0,09·z2)m+?
   при m<10            ?=25мм
          m=10…16    ?=35…40мм
          m>16           ?=45…50мм

   6.Ширина венца колеса
   z1=1;2;3       b2?0,75·da1
   z2=4             b2?0,67·da1

     7.Условный угол обхвата червячного колеса на диаметре d'=da1-0,5m
[pic]

     8.Наибольший диаметр червячного колеса
[pic];
     9.Передаточное отношение
[pic];
[pic];
[pic]
Т.к. углы подъема винтовой линии червяка равны 5-15?, то в червячных
передачах при тех же габаритах, как и цилиндрических передаточное число
больше в 6-12 раз.
[pic]

22.Скольжение в червячных передачах.
Во время работы червячной передачи витки червяка скользят по зубьям
червячного колеса, причем скорость скольжения направлена по касательной к
винтовой линии червяка.
   [pic]

   [pic]    -окружная скорость червяка
   [pic]    -окружная скорость червячного колеса
     [pic] -скорость скольжения
[pic]
[pic]; (находится по формуле, через угол наклона по винтовой линии)
[pic]

Из соотношения видно, что [pic] большое скольжение в червячных передачах
приводит к быстрому изнашиванию зубьев червячного колеса, увеличивает
склонность передачи к заеданию для предотвращения заедания передачи венцы
червячных колес изготавливают из антифрикционных материалов.

23.Усилия в зацеплении червячных передач
 [pic];
[pic];
[pic](направление данных сил такое же как в конических передачах)

Т.к. осевая сила на червяке может иметь большие значения, а вал червяка
имеет небольшой диаметр, то опору червяка воспринимающую осевую силу
достаточно часто конструируют из двух подшипников.

Формула проектного расчета:
[pic]      kн=1
[pic]     kн=1,1…1,4
[pic]


24.Зубчатые редукторы.

Зубчатый редуктор – механизм предназначенный для понижения угловых
скоростей и увеличения крутящих моментов, обычно выполняется в виде
отдельных агрегатов и передает мощность от двигателя к машине при u(6,3
применяют одноступенчатые цилиндрические редукторы.
[pic]
u=[pic]
Редуктор состоит из корпуса литого чугунного или сварного стального, в
котором расположены элементы передачи.
Наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы с
передаточным числом от 8 до 40.

Двухступенчатый цилиндрический редуктор по развернутой схеме.
[pic]

uобщ = uБ·uт=[pic]

Преимущества:
Передача больших моментов, относительная простота конструкции.
Недостатки:
Из-за несимметричного расположения зубчатых колес на валах редуктора имеет
место повышенная неравномерность распределения нагрузки по длине зуба

Для улучшения условий работы зубчатых колес применяются редукторы с
раздвоенной ступенью.
[pic]
up = uБ·uт
up = 8...40

Недостаток: увеличение габаритов и металлоемкости.
Преимущество: передает большие моменты, большие передаточные числа;
равномерное распределение нагрузки на опоры валов.

Соосная схема
[pic]
u = 8...40

Преимущество:
Возможность передачи моментов на одной оси Б и Т валов.
Недостаток:
Увеличение длины промежуточного вала за счет, чего увеличиваются изгибающие
моменты.

При взаимно перпендикулярном расположении валов применяются конические
редукторы.
[pic]
u(6,3

Преимущество:
Возможность передачи моментов под прямым углом.

 В случае если необходимо передавать большие моменты применяют коническо –
цилиндрический редуктор.
[pic]
Передаточные числа редукторов Б и Т  ступени Гостированы для обеспечения
минемального веса и габоритов редуктора; при этом должно  соблюдаться
условие uБ>uт
Форму корпуса и крышки редуктора определяют по размерам колес и схеме
редуктора.
Для увеличения жесткости корпуса в местах передачи усилия от подшипников на
корпус предусматривают ребра жесткости или утолщения стенок.
Для возможности осмотра зацепления зубчатых колес и заливки масла в крышке
редуктора предусматривают смотровое окно.