| 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.
|