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.