18.Конические зубчатые передачи.
Геометрия конического зацепления
de– внешний делительный диаметр
dae– внешний диаметр вершин зубьев
dfe– внешний диаметр впадин зубьевdm– среднийделительный деаметр
Rm– среднее конусное расстояние
Re– внешнее конусное расстояние
b –высота зуба
h –ширина зуба
δ1,δ2 – углыначальных конусов
Конические передачи применяют, когда оси валов пересекаютсяпод прямым углом, профиль зубьев может быть эвольвентным или круговым:
–
–
Угол наклона зубьев на длительномдиаметре β=35˚
;
Основные размеры зубчатыхколес.
1.
de1 = me·z1
de2 = me·z2
2. диаметрвершинзубьев
da1= de1 + 2me·cosδ1
da2= de2 + 2me· cosδ2
3.
4.
Rm= Re – 0,5b
5.
me – внешний торцевойокружной модуль
Для зубчатых колес с круговымзубом его обозначают, как mte.Округляются до стандартного числа.
6.
dm1 = m·z1
dm2 = m·z2
7.
;
передаточное число
19.Силы в зацепленииконических колес.
Fn – нормальная сила взацеплении
Fe – окружная сила
Fr – радиальная сила
Fa – осевая сила
При определении усилии взацеплении нагрузку распределенную по ширине зубчатого венца это заменяютсосредоточенной силой Fn
Радиальная сила:
20.Червячные передачи
Червячная передача – это передача с перекрещивающимисяосями.
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 вчервячной 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 колесдорогих 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 поверхностичервяка
а) цилиндрический
б) глобоидальный
Глобоидальные червяки сложнее визготовлении, имеют высокий КПД, более надежны и долговечны.
2.По расположению червяка различают сверхним, нижним и боковым расположением.
С нижним расположениемприменяется при
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 способанарезания червяка:
a) ;
б) конвалютный червяк;
в)эвольвентный червяк;
г)спираидальный червяк;
д)тороидальный червяк.Изготовление червяков
Червяки могут быть нарезаны на
токарно-винторезном станке
или модульной фрезой.
Червячные колеса чаще всего нарезают червячными фрезами сболее высоким профилем и острыми кромками.
21.Геометрия червячных передач
— угол профиля червякаравен 20˚
Шаг резьбы червяка связан с числом заходов поформуле
где z1-число заходов
Уголподъема винтовой линии червяка на делительной окружности:
q-коэффициентделительного диаметра
d1=m·q, где d1-делительныйдиаметр
1.Делительныйдиаметр
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.aω=2)
5.Ширинанарезанной части червяка
при z1=1;2
b1≥(11+0,06·z2)m+Δ
при z1=3;4
b1≥(12+0,09·z2)m+Δ
при m
m=10…16 Δ=35…40мм
m>16 Δ=45…50мм
6.Ширина венца колеса
z1=1;2;3 b2≤0,75·da1
z2=4 b2≤0,67·da1
7.Условныйугол обхвата червячного колеса на диаметре d'=da1-0,5m
8.Наибольшийдиаметр червячного колеса
;
9.Передаточное отношение
;
Т.к. углы подъема винтовой линии червяка равны 5-15˚, то в червячных передачах при тех жегабаритах, как и цилиндрических передаточное число больше в 6-12 раз.
22.Скольжение в червячных передачах.
Во время работы червячной передачи витки червяка скользят позубьям червячного колеса, причем скорость скольжения направлена по касательнойк винтовой линии червяка.
-окружная скоростьчервяка
-окружная скоростьчервячного колеса
-скорость скольжения
Из соотношения видно, что большое скольжение вчервячных передачах приводит к быстрому изнашиванию зубьев червячного колеса,увеличивает склонность передачи к заеданию для предотвращения заедания передачивенцы червячных колес изготавливают из антифрикционных материалов.
23.Усилия в зацеплениичервячных передач
;
(направление данных сил такое же как в коническихпередачах)
Т.к. осевая сила на червякеможет иметь большие значения, а вал червяка имеет небольшой диаметр, то опоручервяка воспринимающую осевую силу достаточно часто конструируют из двухподшипников.
Формула проектного расчета:
kн=1
kн=1,1…1,4
24.Зубчатые редукторы.
Зубчатый редуктор– механизм предназначенный для понижения угловых скоростей и увеличениякрутящих моментов, обычно выполняется в виде отдельных агрегатов и передаетмощность от двигателя к машине при u£6,3
применяют одноступенчатыецилиндрические редукторы.
u=
Редуктор состоит изкорпуса литого чугунного или сварного стального, в котором расположены элементыпередачи.
Наибольшеераспространение получили двухступенчатые редукторы с передаточным числом от 8до 40.
Двухступенчатыйцилиндрический редуктор по развернутой схеме.
uобщ = uБ·uт=
Преимущества:
Передача большихмоментов, относительная простота конструкции.
Недостатки:
Из-за несимметричногорасположения зубчатых колес на валах редуктора имеет место повышенная неравномерностьраспределения нагрузки по длине зуба
Для улучшения условийработы зубчатых колес применяются редукторы с раздвоенной ступенью.
up = uБ·uт
up = 8...40
Недостаток:увеличение габаритов и металлоемкости.
Преимущество:передает большие моменты, большие передаточные числа; равномерное распределениенагрузки на опоры валов.
Соосная схема
u = 8...40
Преимущество:
Возможность передачимоментов на одной оси Б и Т валов.
Недостаток:
Увеличение длиныпромежуточного вала за счет, чего увеличиваются изгибающие моменты.
При взаимноперпендикулярном расположении валов применяются конические редукторы.
u£6,3
Преимущество:
Возможность передачимоментов под прямым углом.
В случае если необходимо передавать большиемоменты применяют коническо – цилиндрический редуктор.
Передаточные числаредукторов Б и Т ступени Гостированы дляобеспечения минемального веса и габоритов редуктора; при этом должно соблюдаться условие uБ>uт
Форму корпуса и крышкиредуктора определяют по размерам колес и схеме редуктора.
Для увеличенияжесткости корпуса в местах передачи усилия от подшипников на корпуспредусматривают ребра жесткости или утолщения стенок.
Для возможности осмотразацепления зубчатых колес и заливки масла в крышке редуктора предусматриваютсмотровое окно.