Лекции Детали Машин 18.Конические зубчатые передачи. Геометрия конического зацепления 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 δ1 , δ2 – 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 β=35˚ ; Основные размеры зубчатых колес. 1. Внешний делительный диаметр de1 = me ·z1 de2 = me ·z2 2. Внешний диаметр вершин зубьев da1 = de1 + 2me ·cosδ1 da2 = de2 + 2me · cosδ2 3. Внешнее конусное расстояние 4. Среднее конусное расстояние Rm = Re – 0,5b 5. Средний окружной модуль , 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 dm 2 = m·z2 7. Передаточное отклонение передачи ; ; – передаточное число 19.Силы в зацеплении конических колес. 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 Радиальная сила: 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 Глобоидальные червяки сложнее в изготовлении, имеют высокий КПД, более надежны и долговечны. 2.По расположению червяка различают с верхним, нижним и боковым расположением. С нижним расположением применяется при 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 или модульной фрезой . Червячные колеса чаще всего нарезают червячными фрезами с более высоким профилем и острыми кромками. 21.Геометрия червячных передач - угол профиля червяка равен 20˚ Шаг резьбы червяка связан с числом заходов по формуле , где z1 -число заходов Угол подъема винтовой линии червяка на делительной окружности: , 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.aω = m(q+z2 ) 5.Ширина нарезанной 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<10 Δ=25мм 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.Условный угол обхвата червячного колеса на диаметре d'=d a1 -0,5 m 8.Наибольший диаметр червячного колеса ; 9.Передаточное отношение ; ; 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. 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. -окружная скорость червяка -окружная скорость червячного колеса -скорость скольжения ; (находится по формуле, через угол наклона по винтовой линии) Из соотношения видно, что 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 ; ; (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: kн =1 kн =1,1…1,4 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 . u= 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. uобщ = uБ ·uт = 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 . 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 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 . u£6,3 Преимущество : Возможность передачи моментов под прямым углом. В случае если необходимо передавать большие моменты применяют коническо – цилиндрический редуктор . 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.