Лекции Детали Машин

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 m16 ?=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.