Прямозубые зубчатые передачи

ЗУБЧАТЫЕ И ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Раздел №1: Прямозубые зубчатые передачи. Цилиндрическое зубчатое колесо имеет следующие конструктивные элементы: 1. венец – часть зубчатого колеса, содержащая зубья 2. ступица с– часть зубчатого колеса, насаживаемая на вал 3. диск – часть зубчатого колеса между ступицей и венцом. Зубчатые колеса, у которых линия направления зуба параллельна оси колеса, называются прямозубыми. Контакт пары зубьев цилиндрической прямозубой передачи происходит по линии параллельной оси. ДЛИНА ЛИНИИ КОНТАКТА РАВНА ШИРИНЕ ВЕНЦА При работе прямозубой передачи пара зубьев входит в зацепление сразу по всей длине контакта, что сопровождается ударом зубьев и повышенным шумом. поэтому прямозубые передачи применяют при невысоких окружных скоростях. ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО: u = ω1/ω 2= n1/n 2 =d2/d 1= z2/z1 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРЯМОЗУБЫХ КОЛЕС 1. d = mz – диаметр делительной окружности; 2. da = mz +2m – диаметр окружности вершин зубьев; 3. df = mz – 2.5m – диаметр окружности впадин зубьев; 4. p = π m – шаг по делительной окружности; 5. s = 0.5p – толщина зуба по делительной окружности; 6. e = 0.5p – ширина впадины по делительной окружности; 7. ha = m – высота головки зуба; 8. hf = 1.25m - высота ножки зуба; 9. h = 2.25m – высота зуба; 10. b – ширина венца. Раздел №2: Косозубые и шевронные передачи. ОСОБЕННОСТИ КОСОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ: Косозубыми называются колеса, зубья которых наклонены к образующей цилиндра колеса на некоторый угол β. При работе косозубых колес зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно, что способствуют: - плавной работе передачи - снижению динамических нагрузок - снижению шума Недостатком косозубых передач является наличие осевой линии, дополнительно нагружающей опоры валов. Для снижения осевых сил угол наклона линии зуба рекомендуют выполнять в пределах β = 8…20˚ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КОСОЗУБЫХ КОЛЕС В косозубых колесах различают 2 шага зубьев: - в нормальном сечении n-n нормальный шаг зубьев-pn -в торцовом сечении окружной шаг – pt Pt = P/cosβ Следовательно модули у косозубых колес в разных сечениях будут разные. нормальный модуль m = p/π окружной модуль mt = pt/π mt = m/cosβ делительный и начальный d = dw = mt z = mz/cosβ диаметры Профиль косого зуба в нормальном сечении n-n совпадает с профилем прямого зуба модуля m. 1. ha = m– высота головки зуба 2. h f = 1.25m– высота ножки зуба 3. da = d+2m– диаметр окружности вершин зубьев 4. df = d-2.5m– диаметр окружности впадин зубьев 5. aw = (d1+d2)/2 = m(z1+z2)/ 2cosβ– межосевое расстояние ОСОБЕННОСТИ ШЕВРОННЫХ ПЕРЕДАЧ Цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с наклоненными на один угол в разные стороны зубьев, называется шевронными. В шевронной передаче осевые силы на полушевронах направлены в противоположные стороны, взаимно уравновешиваются и на опоры не передаются. Уравновешенность осевых сил у шевронных колес позволяет увеличить угол наклона зубьев до 40˚, что повышает нагрузочную способность и плавность работы передачи. Шевронные колеса применяются в быстроходных передачах высокой мощности. Раздел №3: Конические зубчатые передачи. Конические зубчатые передачи применяют в передачах, когда геометрические оси валов пересекаются под углом Σ. Чаще всего Σ = 90˚. КОНИЧЕСКИЕ КОЛЕСА БЫВАЮТ с прямыми зубьями (линейный контакт в зацеплении) с круговыми зубьями (точечный контакт в зацеплении) . Шестерню в конической передаче часто располагают консольно. Аналогом начальных и делительных цилиндров цилиндрических зубчатых передач в конических передачах являются начальные и делительные конусы. У конических колес высота, толщина зубьев и окружной шаг по длине зуба неодинаковы, поэтому различают 2 окружных модуля: m- средний делительный окружной модуль(в среднем сечении) me- внешний делительный окружной модуль(на внешнем торце зуба) средние делительные диаметры: d1 = mz1 где z1 и z2- числа зубьев шестерни и колеса d2 = mz2 внешние делительные диаметры: de1 = mez1 de2 = mez2 внешнее конусное расстояние: de = 0.5me√z1²+z2² среднее конусное расстояние: R = Re – 0.5b углы делительных конусов: шестерни-δ1 колеса-δ2 tg δ1 = z1/z2 δ2 = 90˚- δ1 передаточное число конической зубчатой передачи: u = ω1/ω2 = n1/n2 =z2/z1 = d2/d1 = de2/de1 = tgδ2 = 1/tgδ1 Вместо конических передач в машиностроении часто используют так называемые гипоидные передачи. Они предназначены для передачи вращения между перекрещивающимися геометрическими осями валов. Раздел №4: Червячные передачи. Это передачи зацепления. Червячные передачи применяются для передачи вращающего движения между валами при угле перекрещивания их осей θ = 90˚. Червяк- это короткий винт с трапецеидальной нарезкой. Червячная передача – это зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. ДОСТОИНСТВА ЧЕТВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ: 1. возможность получения большого передаточного числа в одной ступени(umax = 80) 2. компактность и сравнительно небольшая масса конструкции 3. плавность и бесшумность работы 4. возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей движение только от червяка к колесу. НЕДОСТАТКИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ: 1. низкий КПД. Рекомендуемая мощность до 100кВт 2. необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов. 3. повышенное изнашивание из-за высоких скоростей скольжения. КЛАССИФИКАЦИЯ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ: (в зависимости от формы внешней поверхности червяка) с цилиндрическим червяком (образующая червяка- прямая линия).Такие червяки проще в изготовлении. с глобоидным червяком (образующая- прямая линия). Имеет большую нагрузочную способность. В зависимости от направления линии витка червяка: правое направление левое направление линии ветка линии витка В зависимости от расположения червяка относительно колеса: с нижним расположением червяка(при окружной скорости не более 5м/с) с верхнем расположением червяка(допускают окружную скорость более 5м/c) с боковым расположением червяка ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ: Геометрические размеры червяка и колеса определяются по формулам, аналогичным для зубчатых колес. В червячной передачи расчетным является осевой модуль червяка m, равный торцовому модулю червячного колеса. ОСНОВНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ ЧЕРВЯКА: Делительный диаметр d, т.е. диаметр такого цилиндра червяка, на котором толщина витка равна ширине впадины d = mq, где q- коэффициент диаметра червяка (число модулей в делительном диаметре червяка) ha-высота головки витка червяка и зуба колеса ha = m hf- высота ножки витка червяка и зуба колеса hf = 1.2m df-диаметр впадин витков df = d-2hf = d-2.4m da- диаметр вершин витков da = d+2ha = d+2m 2α- угол профиля витка в осевом сечении α =20˚ 2α = 40˚ p- расчетный шаг четвяка p = πm ph- ход витка ph = pz1, где z1- число витков червяка количество витков червяка предусмотрены стандартом:z1 =1,2,4…. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА: Геометрические параметры зубчатого венца червячного колеса определяется в среднем сечении по формулам, подобным формулам для цилиндрического зубчатого колеса. делительный диаметр dz = mz2 диаметр вершин зубьев da2 = d2+2m диаметр впадин зубьев df2 = d2-2.4m ширина венца b2 = 0.355aw наибольший диаметр червячного колеса dae2 ≤ (da2+6m)/(z1+2) передаточное число зубчатой передачи u = ω1/ω2 = n1/n2 =z2/z1 n1 n2 –частоты вращения червяка и колеса z1-число витков червяка z2- число зубьев колеса