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
dm2
= 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
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'=da1-0,5m
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.