Tato sekce v mechanice, jako části strojů, jsou všichni studenti technických specializací. Zvýraznění zdůrazňují převody, které jsou několika typů. Čelní, spirálová a chevronová ozubená kola se používají téměř ve všech průmyslových odvětvích.

Jaké funkce má ozubení

Předtím, než budeme hovořit o tom, co válcové chevron gear, je nutné pochopit obecná ustanovení. Převody se používají k přenosu rotačního pohybu mezi hřídeli. Tak v přímém kontaktu zahrnuje pár ozubených kol a kol. Převodový poměr  se liší v závislosti na velikosti ozubeného kola a počtu zubů na něm.

Změny úhlových rychlostí a momentů jsou hlavními funkcemi všech převodů, včetně ozubeného převodu. Široké využití v různých průmyslových odvětvích vyžaduje neustálý rozvoj a zlepšování technických vlastností převodovky. V důsledku toho se objevují nové typy ozubených kol, vysoce pevné zubní slitiny atd.

Chevron a všechny o nich

Jak jsme již pochopili, tento typ ozubení se vztahuje na ozubené kolo. Trochu definujeme rysy návrhu tohoto programu. Z klasického vybavení máme značné rozdíly. Za prvé, koruna se skládá ze zubů, které jsou směrovány v různých směrech. Na jedné straně korunky tedy mají sklon v jednom směru a na opačné straně ve druhém směru.

To můžete bezpečně říct ozubená kola  mají mnoho výhod. Například nepřítomnost axiálního zatížení ložiska, které umožňuje prodloužit životnost uzlu. Kromě toho může tento typ přenosu významně zvýšit úhel sklonu zubů, který je přibližně roven 25-40 stupňům. Zatímco v konvenčním šroubovicovém kole je limit 18 stupňů.

Samozřejmě, že jsou nějaké nuance. Za prvé, vysoká složitost a vysoké náklady na výrobu chevron. Vzhledem k tomu, že tento typ převodovky se používá k přenosu vysokého výkonu a rychlosti v nepřítomnosti axiálního zatížení, musí být přesnost výroby velmi vysoká, a proto jsou náklady na takové kolo vysoké. Za druhé, je třeba použít plovoucí hřídel v konstrukci. Z tohoto jednoduchého důvodu se inženýři snaží použít šroubovicový převod, pokud je to možné, a teprve potom použít chevron.

Výhody kolečka chevron

Je třeba poznamenat, že všechny mechanické převodovky mají společné výhody a nevýhody. To platí i pro zapojení chevronu. Zvažte silné stránky. Za prvé, vysoká hladkost zdvihu, což je dosaženo díky velkému úhlu sklonu zubů. V důsledku toho budou rozměry mnohem menší ve srovnání se šroubovicovým kolem. To vám umožní mírně snížit hmotnost produktu, stejně jako velikost uzlu jako celku.

Trvanlivost v souladu s provozními normami (pravidelné mazání, utracení, žádné přehřátí a mechanické poškození) je přibližně 40 000 hodin. Spolehlivost těchto stránek bude tedy velmi vysoká. To je také způsobeno absencí axiálního zatížení ložiska. V důsledku toho nedochází k přehřívání hřídele a podpěry.

Vysoká účinnost (97-98%) je další silnou stránkou chevronových kol. Tento ukazatel je často určujícím faktorem při volbě typu přenosu v konkrétním uzlu, neboť umožňuje dosáhnout minimálních ztrát během provozu. Trvalý převodový poměr je také důležitým faktorem, který, i když není zvýrazněn, ale stále existuje. Takové výhody přenosu chevronů hrají důležitou roli v provozu v silně zatížených jednotkách strojů.

Trochu o nedostatcích

Stejně jako jakýkoli jiný typ ozubeného kola, i tento má několik nevýhod. Především, jak bylo uvedeno výše, složitost výroby. Cena kolečka chevron je poměrně vysoká, i když je trvanlivá. Často při výrobě, když jednotka selže, je důležité ji co nejdříve vyměnit. V tomto případě jsou šnekové a čelní ozubená kola, která se snadno vyrábějí, perfektní. Co se týče chevronu, pak to není tak jednoduché. Přesnost instalace by měla být také vysoká, a proto se zvyšuje čas strávený instalací dílu.

Hluk v práci - je to důležité?

Další nevýhodou je hluk při vysokých rychlostech. I když by to bylo hloupé, aby to bylo přisuzováno výlučně chevronovému převodu, protože se týká celé sekce. Dvojice kovových zubů, které se zabírají vysokou rychlostí, je vždy zvonícím zvukem, který, i když je potlačován pomocí speciálního maziva a krytů, není zcela. Bylo také řečeno o plovoucím hřídeli, který je nezbytný pro správnou činnost uzlu, což zvyšuje složitost konstrukce. Výroba ozubených kol je pečlivě kontrolována ve všech fázích, takže je zde málo vadných předmětů, i když před několika lety byla situace smutnější.

O profilu zubů

Jako ve všech ozubeníV Chevronu lze použít jeden nebo jiný typ zubu. Předběžný výpočet přenosu chevronu. Používají se následující typy zubů:

• zašroubujte jeden směr;
• šroub v různých směrech;
• evolventní;
• non-evolventní.

Použitelnost jednoho typu nebo jiného závisí přímo na tom, co je nutné během provozu uzlu dosáhnout. Pokud je například uzel navržen s možností posunutí středu profilu, použije se evolventní zub. Kromě toho existují tři možnosti umístění ozubeného kola na kolo: přiléhající, rozdělené a normální. Změnou vzdálenosti do středu profilu je možné dosáhnout jedné nebo druhé polohy, která je nezbytná pro zvýšení hladkosti, zvýšení rychlosti pojezdu atd.

Je také třeba věnovat zvláštní pozornost tomu, že špatný typ zubu v jednom případě nebo v jiném případě bude mít za následek: snížení životnosti uzlu, zvýšení hluku, přehřátí ložiska atd. Proto je nejdůležitějším krokem právě teoretický výpočet převodu.

Roztažená kola Chevron

Jak je uvedeno výše, mechanické převodovky se používají v mnoha průmyslových odvětvích. Po zvážení chevronových převodů, které jsou živě ukázány jejich vhodností, lze říci o jedinečnosti. Nicméně uvedení do provozu všudypřítomných šípů nelze označit za účelné vzhledem k vysokým nákladům a složitosti návrhu.

Ale i přes to je nemožné bez nich v hutních podnicích. Na řezacích strojích a dalších zařízeních se používá ozubené kolo. To je způsobeno tím, že chevronové kolo může být:

• pomalý pohyb;
• střední rychlost;
• rychlé;
• rychle.

Typ práce závisí na obvodové rychlosti. Nejčastěji se chevronová převodovka používá při vysokých obvodových rychlostech (více než 30 m / s). Automobilový průmysl je dalším odvětvím, kde je obtížné bez tohoto mechanického přenosu. Totéž platí pro chemický a potravinářský průmysl.

Výrobní materiál

Téměř všechny zařízení  podléhají intenzivnímu opotřebení. Z tohoto důvodu je nutné použít vysoce pevné slitiny, které by se vyrovnávaly s prací v náročných podmínkách. Přímo vřeteno nebo ozubené kolo je vyrobeno z oceli, ale zuby by měly být přednostně bronzové. Pokud ale používáte bronz ve své čisté formě, je to příliš drahé. Z tohoto jednoduchého důvodu se zuby roztaví z vysoce legované oceli s bronzovým povlakem.

Často se stává, že uzel je vystaven předčasnému opotřebení. To se děje z různých důvodů:

• bití v přenosu;
• přehřátí kola a převodovky;
• nedostatečné množství maziva.

Ve většině takových případů se nezmění na nový, ale opraví se tavením zubů. Tato metoda se používá téměř ve všech mechanických převodech, pokud je to možné a vhodné.

Pojďme to shrnout

Hlavní výhodou chevronového převodu je možnost jeho použití při vysokých rychlostech. Důležitou roli hraje skutečnost, že na ložisko není žádné axiální zatížení. Proto je vyloučeno přehřátí uzlu, což je nejčastější příčina posledního selhání.

Vysoké náklady na výrobu šikmého kola a ozubených kol zároveň neumožňují použití této jednotky všude. Totéž platí pro dobu instalace ozubených kol, stejně jako vysoce kvalifikovaných odborníků, kteří se podílejí na instalaci a uvedení do provozu.

Šroubovité zubyse nazývají kola, ve kterých je teoretická dělicí čára zubu součástí spirály konstantního stoupání (teoretická dělicí čára je přímka průsečíku bočního povrchu zubu s dělící válcovou plochou). Linka zubů šroubovicových kol může mít správněa vlevosměr šroubovice. Úhel sklonu linie zubů je označen β (obr. 1.58).

Obr. 1,58. Šroubové soukolí paralelní osy

Čelní ozubené kolos paralelními osami opačným směremhnací a hnaná kola a patří do kategorie válcových ozubených kol, protože jejich počáteční povrchy ozubená kola představují boční plochu válců. Převodovka se šikmými ozubenými koly, jejichž osy se protínají, má stejný směr zubů obou kol a je volána ozubené kolo  (viz obr. 1.52, a), která patří do kategorie hyperboloidních ozubených kol, protože počáteční povrchy těchto ozubených kol jsou součástí hyperboloidu s jedinou dutinou; Plochy rozteče těchto kol jsou válcové.

U spirálových ozubených kol jsou kontaktní čáry nakloněny vzhledem k linii zubu (obr. 1.58), takže na rozdíl od rovných zubů se šikmé zuby zabývají nejen po celé délce, ale postupně, což zajišťuje hladký záběr a výrazné snížení dynamického zatížení a hluku během provozu. převodu. Proto šroubovicová ozubená kola ve srovnání s čelními ozubenými koly umožňují podstatně větší omezující obvodové rychlosti kol.

Úhel překrytí ozubeného kola se skládá z úhlu čela a úhlu axiálního překrytí, proto je součinitel překrytí ε γ šroubovicového soukolí roven součtu koeficientů čelní plochy ε α a axiálního přesahu ε β:

ε γ = ε α + ε β\u003e 2,

tak neexistuje žádné jedno-párové přenosové období převodovky.

Šroubová kola jsou obráběna se stejnými řeznými nástroji jako čelní ozubená kola standardní parametry kol se uvádějí v průřezu kolmém ke zubu(obr.1.59, a). Normální modul t  n= p  n/ π, kde str  n– normální rozteč měřená dělící plochou. Kromě běžného modulu ve spirálovém soukolí existují: modul m t= p t/ π, kde p t- obvodová rozteč, měřená podél oblouku roztečné kružnice v koncovém úseku; osový modul mx = px/ π, kde p x -axiální rozteč, měřená podél generatrix dělícího válce.

Tak jako p t= p n/ cosβ m t= m n/ cosβ.

Rozměry zubů šroubovicového kola jsou určeny normálním modulem, tzn.

h = h a + hf = mn +1,25m n =2,25t  n,

a průměr obvodového modulu kola roztečné kružnice

d = m t z= mnz/ cos β.

Rozměry šroubovice a středová vzdálenost převodu je určena těmito vzorci: \\ t

průměr hrotu zubu

d= d+ 2h a= d+ 2m n;

průměr jámy

df= d– 2h f= d– 2,5t  n;

střední vzdálenost

a= m t(z 1 + z 2)/2 = m n(z 1 + z2) / (2cosp).

Axiální poměr překrytí ozubeného kola

ε β = b/p x,

kde: b– šířka korunky; p x -axiální rozteč.

Obr. 1,59. Standardní parametry ozubeného kola

To není těžké ukázat pokudε β – celé číslo kontaktních linek bude vždy konstantní,

já Σ = bε α / cosβ.

Na rozdíl od spirálového ozubení v čelním ozubeném kole (viz obr. 1.52, a) mezi zuby není lineární, ale bodový kontakt, který významně zvyšuje kontaktní napětí a snižuje nosnost převodu. Kromě toho, u převodovky se spirálovými ozubenými koly dosahuje relativní klouzání zubů významného množství, které významně snižuje jeho účinnost, vytváří sklon k ucpávání a způsobuje rychlé opotřebení zubů. Vzhledem k těmto nedostatkům jsou šroubová kola by neměly být používány jako přenosy výkonu.

Předpoklad pro šroubová kola - rovnost normálních modulů. Úhly sklonu linie zubů hnacích a hnaných kol mohou být různé a úhel průsečíku os nesmí být roven 90 °.

Válcové ozubené kolo, jehož koruna má šířku tvořenou sekcemi s pravými a levými zuby, se nazývá chevron (viz obr. 1.52, v). Zavolá se část korunky se zuby stejného směru půl luku. Z technologických důvodů jsou vřetena vyráběna ve dvou typech (obr. 1.60): se stopou uprostřed kola (obr. 1.60). a) a bez koleje ( b) V axiálních silách chevronového kola F ana polokouli, směřující opačným směrem, jsou vzájemně vyváženy uvnitř kola a na hřídelích a podpěry hřídele nejsou přenášeny.U šikmých kol je tedy úhel sklonu zubů uvažován v rozmezí β = 25 ... 40 °, v důsledku čehož se zvyšuje pevnost zubů, hladkost přenášecích prací a jejich nosnost. Kola Chevron se používají v silných vysokorychlostních uzavřených rychlostních stupních. Nevýhodou šikmých kol je vysoká složitost a výrobní náklady. Geometrické, kinematické a pevnostní výpočty chevronu a spirály jsou podobné.

To není těžké ukázat pokude r - celé číslo, pak celková délka konřádky hodin zůstanou po celou dobu konstantní,což je příznivé pro práci převodovky, protože zatížení zubů v procesu záběru zůstane konstantní a hlukové a dynamické zatížení se sníží. Celková délka kontaktních vedení je v tomto případě rovna

Normální tlaková síla F nu ozubení spirálových ozubených kol je možné rozložit na tři vzájemně kolmé složky (obr. 7.10.6): obvodová síla tv, radiální síla. F a, rovná se:

Ft = 2T / d; F r = Fc tga / cosp; F a =F, tg | 3,

kde T–přenášený točivý moment; a je úhel záběru.

Přítomnost axiální síly je významnou nevýhodou šroubovicových ozubených kol. Aby se předešlo velkým axiálním silám ve spirálovém ozubeném kole, je úhel sklonu zubové linie omezen na p = 8 ... 20 °, a to navzdory skutečnosti, že se zvýšením p se zvýší pevnost zubů, hladkost přenosové práce, její nosnost.

U moderních ozubených kol mají šroubová kola převážnědistribuce.

Na rozdíl od spirálového ozubeného kola v čelním ozubeném soukolí (viz obr. 7.1, a)mezi zuby není lineární, ale bodový kontakt, který významně zvyšuje kontaktní napětí a snižuje nosnost převodovky. Kromě toho, u převodovky se spirálovými ozubenými koly dosahuje relativní klouzání zubů významného množství, které významně snižuje jeho účinnost, vytváří sklon k ucpávání a způsobuje rychlé opotřebení zubů. Vzhledem k těmto nedostatkům jsou šroubová kola by neměly být používány jakopřenos energie.

Předpoklad pro šroubová kola– rovnostnormálních modulů.Úhly sklonu linie zubů hnacích a hnaných kol mohou být různé a úhel průsečíku os nesmí být roven 90 °.

Obr. 1.60. Typy kotevních kol

Ekvivalentní kola. Pevnost zubu spirálového ozubení je dána jeho tvarem a velikostí v normálním řezu a délkou zubu. Pro sjednocení metody výpočtu pevnosti rovných a šikmých zubů byl zaveden koncept ekvivalentního kola. Ekvivalentní čelní kolo se nazývá takové kolo, jehož velikost a tvar zubů se přibližně shoduje s velikostí a tvarem ozubeného kola ozubeného kola v normálním řezu. Obr. 1.6 ukazuje šroubovicové ozubené kolo, procházející rovinou ppnormálním úsekem dělícího válcového povrchu tohoto kola je elipsa s poloosami e= d/ (2cosp) a c = d/ 2, kde d– průměr rozteče. Jak je známo z analytické geometrie, maximální poloměr zakřivení elipsy

ρ   v= e  2 / c = d/ (2cos2p).

Obr. 1,61. Šroubová a ekvivalentní čelní kola

Tento poloměr zakřivení se bere jako poloměr dělícího válce ekvivalentního kola, pak jeho průměr

d v= d/ cos 2 β.

Nahrazení do tohoto výrazu d v= mn z va d= mnz/ cosβ, získáme vzorec pro určení počtu zubů ekvivalentního čelního kola (ekvivalentní počet zubů)

z v= z/ cos 2 β.

Parametry d va z vekvivalentní kola se zvyšují s nárůstem úhlu β, což je jeden z důvodů zvýšení nosnosti šroubovicových ozubených kol ve srovnání s čelem a umožňuje se stejnou zátěží mít převodovku s menšími rozměry.

Zuby šroubovicových kol jsou nakloněny pod úhlem b    generátoru dělícího válce. Nápravy kol zůstávají rovnoběžné.

To poskytuje následující výhody oproti čelním kolům:

1. Zvýšení nosnosti zvýšením celková délka trolejového vedení  zuby (zvýšení počtu párů zubů, které jsou současně zapojeny);

2. Větší hladkost a méně hluku během provozu ( zuby kola nezapadají bezprostředně po celé délce, ale postupně).

Úhel naklonění linie zubů šroubovicových kol je uvnitř.

Výpočet geometrických parametrů ozubených kol se provádí pomocí stejných vzorců jako u čelních ozubených kol, namísto normálního m   koncového modulu m t   . Tvářové a normální moduly se vztahují následovně:

- normální rozteč zubů;

- rozteč čelních zubů

,

.

Pak se určují průměry roztečné kružnice , vrcholky kruhů a obvod dutin Šroubovitý řez bez posunutí může být znázorněn následovně:

,

,

.

Síly v převodovkách válcových spirálových ozubených kol

- obvodová síla;

- pomocná obvodová síla;

- axiální síla;

- radiální síla;

- síla normálu

tlaku.

Přítomnost v přenosu axiální síly vede k dodatečnému zatížení hřídele ohybovým momentem a ložisky - axiální silou, která vede k potřebě použití radiálních a axiálních ložisek v podpěrách, které přijímají radiální a axiální zatížení.

Konstrukční a ověřovací výpočty šroubovicových ozubených kol pro kontaktní namáhání a namáhání v ohybu se vytvářejí za použití stejných závislostí jako u čelních kol. To zohledňuje zvýšení pevnosti zubů v důsledku úhlu zubů .

Konstrukční schéma zatížení válcového hřídele ozubeného kola

Nevýhodou spirálových ozubených kol je přítomnost axiálních sil, které dodatečně zatěžují ložiska hřídele. Tato nevýhoda je eliminována převodem chevron.

2.11. Převodovky Chevron

Převodovka Chevron je podobná dvojitému ozubenému kolu s opačným směrem než zuby. Axiální síly jsou zde vyvažovány na ozubeném kole.

- úhel sklonu zubů.

Výhoda:  hladkost je dokonce vyšší než hladkost ozubeného kola.

Nevýhoda:  složitost výroby ( potřeba neproduktivních metod řezání zubů).

Výjimkou jsou vidlice s rozděleným tokem výkonu (rozteč chevron)

2.12 Ozubená kola

To tyto převodovky jsou navrženy tak, aby přenášely rotační pohyb mezi hřídelemi, jejichž osy se protínají v určitém úhlu. Nejrozšířenější ortogonální převody s úhlem průsečíku os 90 stupňů.

Mají kuželovitý tvar ozubené kolo  (CK) tvořícím povrchem je kužel.

Ve směru zubů kuželového SQ jsou:

1 - čelist;

2 - šroubovicový;

3 - s kruhovými zuby.

Převodový poměr kuželového RFP:

kde d 1 , d 2    - půl rohů s dělicími kužely;

,

- průměry roztečných kružnic ve střední části.

Při výpočtu pevnosti kuželových kol jsou nahrazeny ekvivalentními válcovými čelními koly s průměrem stoupání a počtem zubů:

,

.

Tabulka 13. Výhodné oceli pro výrobu ozubených kol

Tepelné zpracování	Tvrdost HB(HRC)
		b, mm
Normalizace, zlepšení	179-207 235-262 269-302
Kalení HDTV
Cementace Nitridování nitridováním karbonitridu	(56-63) (56-63) (50-56)			20XH2M 25HGT 40XH2MA	20XH2M 25HGT 40XH2MA	20XH2M 25HGT 40XH2MA

3. Určete základní zkoušku N HO , vypočtená cyklická trvanlivost N H , vypočítat koeficienty a přípustná namáhání v ohybu.

4. Vyberte poměr délky zubu (šířka ráfku kola) a spočítejte.

5. Stanovte středovou vzdálenost od stavu pevnosti kontaktu podle vzorce (22) a zaokrouhlujte na standardní hodnotu.

U standardních převodů vypočítaná hodnota a sh zaokrouhleno na nejbližší vyšší hodnotu: 40,50, 63, 80, 100, 125, (140), 160, (180), 200, (225), 250, (280), 315, (335), 400, (450) ), 500, (560), 630, (710), 800, (900), 1000 atd. Až do 25 000 (v závorkách jsou hodnoty pro druhý řádek normy pro) .

6. Nastavte modul z relace    a zaokrouhlete na nejbližší standardní hodnotu (viz Tabulka 3). V tomto případě je u převodů výkonu žádoucí, aby modul byl alespoň 1,5-2 mm.

7. Určení celkového počtu zubů. , převodovky, počet zubů a kol.

8. Podle tabulky. 8 zvolte faktory tvaru zubů Y Fi a Y F 2 pro ozubená kola a kola.

9. Zkontrolujte pevnost zubů při namáhání v ohybu. S nevyhovujícími výsledky (nebo) nezbytnou změnou počtu zubů a modulu; se stejným střední vzdálenost  snížit namáhání v ohybu bez narušení pr; podmínky této kontaktní pevnosti.

10. Provedení geometrického výpočtu převodu (viz Tabulka 5).

11. Stanovení obvodové rychlosti kola. v   a stůl. 14 pro přiřazení vhodného stupně přesnosti tření.

Tabulka 14. Hodnoty obvodové rychlosti kol

Typ přenosu	Tvar zubu	Tvrdost povrchu zubů kola (větší) HB	Obvodová rychlost v (m / s, ne více) se stupněm přesnosti
Válcový	Ne rovný
Conic

PoznámkaAby se zabránilo získání příliš vysokých hodnot faktorů zatížení, doporučuje se přiřadit stupeň přesnosti o jednu jednotku vyšší, než je uvedeno v tabulce.

Výpočet otevřeného rychlostního stupně.Někdy se otevřené převody počítají stejně jako uzavřené. Doporučuje se následující postup výpočtu.

1. Určete převodový poměr a

2. V závislosti na provozních podmínkách ozubeného kola vyberte materiály kol, určete jejich tepelné zpracování a hodnoty tvrdosti pracovních ploch zubů.

3. Určete vypočtenou životnost, vypočítejte koeficienty pracovního režimu a určete přípustné namáhání v ohybu.

4. Nastavte počet zubů ozubeného kola a převodový poměr opg: rozdělte počet zubů kola z 2 .

5. Určete podle tabulky. 8 faktorů tvaru zubu Y F .

6. Zvolte poměr délky zubu (šířka ráfku kola).

7. Ze stavu pevnosti v ohybu k určení převodového modulu ta zaokrouhlete na nejbližší větší standardní hodnotu (viz tabulka 3)

8. Proveďte geometrický výpočet přenosu (viz Tabulka 5).

9. Stanovení obvodové rychlosti kol a stolu. 14 odpovídající jeho stupni přesnosti zapojení.

Válcové ozubené kolo a ozubené kolo převodu. Zařízení a hlavní geometrie a výkon poměry

Čelní ozubená kola, jako čelní ozubená kola, jsou navržena tak, aby umožňovalapřenášení točivého momentu mezi paralelními hřídeli(Obr. 36). V případě šroubovicových ozubených kol nejsou osy zubů umístěny podél generátoru oddělovacího válce, ale podél spirály, která tvoří úhel generátoru (obr. 37). Úhel zubu    str  stejné, je to stejné pro obě kola, ale zuby na jednom z kol jsou nakloněny doprava a na druhé vlevo.

Obr. 36. Cylindricespirálovitá šroubovicová převodovka

Převodový poměr pro jeden pár kol může být. U čelních ozubených kol je kontaktní linie rovnoběžná s osou a u šroubovicových ozubených kol je umístěna úhlopříčně na povrchu zubu (kontakt v čelních ozubených kolech je prováděn po celé délce zubu a u šroubovicových ozubených kol - nejprve v bodě se zvětšuje na rovný, "diagonální" snímač zubu a postupně klesá na bod ).

Výhody spirálových ozubených kol ve srovnání spodnítit zuby:snížení hluku během provozu; menší celkové rozměry; vysoká hladkost ozubení; vysoká nosnost; podstatně méně dodatečných dynamických zatížení.

Vzhledem ke sklonu zubu ve spirálovém převodu se axiální síla jeví jako axiální.

Směr osové síly závisí na směru otáčení kola (obr. 37), směru spirály zubu a také na tom, zda je kolo vedeno nebo poháněno. Axiální síla navíc zatížení hřídele a ložiska, což je nevýhodou šroubovicových kol.

Obr. 37. Úsilí ve spiráleválcové ozubené kolo

Ozubená kola Chevrondát jakýsi šroubovicový převod(obr. 38).

a) b)

Obr. 38. Převodovka Chevronzařízení

Válcové ozubené kolo, jehož koruna je na šířku tvořena sekcemi s pravými a levými zuby (obr. 38, a)volal chevron kolo. Část korunového kola, ve které mají čáry zubů jeden směr, se nazývá polořadovka-shevron. Rozlište chevron kola s tvrdým úhlem (Obr. 38, b)určený k opuštění řezného nástroje při řezání zubů. Ozubená kola Chevron mají všechny přednosti šroubových kol a axiální síly (obr. 39) jsou opačně směrovány a nepřenášeny na ložisko.

39. Úsilí o zapojeníozubená kola

U těchto ozubených kol umožňují velký úhel sklonu zubů (). Vzhledem ke složitosti výroby se ozubená kola chevron používají méně často než šroubovicová ozubená kola, tzn. když je nutné přenášet vysoký výkon a vysokou rychlost a axiální zatížení jsou nežádoucí.

Obr. 40

Šroubová a ozubená kola, na rozdíl od čelních ozubených kol, mají dva stupně a dva moduly:v normálním řezu (viz obr. 44) podél roztečné kružnice je normální krok str n , v čelní rovině - čelní krok str t . Z podmínky, že modul záběru je roven kroku děleno číslem, máme ; .

Pro čelní a šikmá kola, normální hodnoty modulu t n normalizovaný, protože profil šikmého zubu v normálním řezu odpovídá původnímu obrysu kolejnice nástroje, a proto t= t n (Šroubová a šikmá kola jsou řezána stejným způsobem a nástrojem jako čelní ozubená kola). Normální modul t n je zdrojem pro geometrické výpočty.

Určete vztah mezi normální a čelní roztečí a modulem přes úhel sklonu zubů.

Pokud rozdělíme levou a pravou část, dostaneme

; .

Geometrické parametry ozubených kol válcových a chevronových převodůs evolventním profilem zubů vypočítaným podle vzorců uvedených v tabulce. 15. Na čelním modulu t t vypočte počáteční (počáteční) průměry a t n - všechny ostatní rozměry ozubených kol.

Tabulka 15. Geometrické parametry válcového spirálového převodu

Parametr, označení	Vzorce
Normální modul
Zásuvka (obvodový modul)
Průměr vrcholů zubů v
Průměr rozteče d
Průměr dutin zubů
Normální hřiště
Rozteč (obvodový)
Tloušťka zubu
Šířka mezery zubů
Výška zubu
Výška hlavy zubu

Geometrické parametry. U šroubovicových ozubených kol nejsou zuby umístěny podél základní čáry oddělovacího válce, ale tvoří s ním určitý úhel. (Obr. 8.23, kde a je šroubovité ozubené kolo; b - shevronnaya a obr. 8.24). Nápravy kol zůstávají rovnoběžné. Pro řezání šikmých zubů použijte nástroj stejného originálního obrysu jako pro řezání rovných čar. Proto se profil šikmého zubu v normálním řezu n - n shoduje s profilem rovného zubu. Modul v této části by měl být také standardní (viz Tabulka 8.1).

V koncové sekci / -   t  parametry šikmé změny zubu v závislosti na úhlu a /: distanční rozteči   pt= pn/ cosfi, Obvodový modul mt = mn / cos /?, Průměr rozteče   d = mtz= Th^/ Cos/?.

Indexy pi / jsou přiřazeny parametrům v normálním a koncovém řezu.

Pevnost zubu je dána jeho velikostí a tvarem v normálním řezu.  Tvar šikmého zubu v normálním řezu je obvykle určen parametry ekvivalentního čelního kola.  (obr. 8.25).

Průřez kola plivnutí kolmo k zubu tvoří elipsu s poloosami   s  = g a   e = g /Cos /?, Kde   r= d/2.   Zuby jsou zapojeny do záběru.

Na vedlejší ose elipsy, protože druhé kolo je ve vzdálenosti C = D/2.   Poloměr zakřivení elipsy na vedlejší ose (viz geometrie elipsy)

Rv = E2 / C = R/ Cos2 /?.

Podle toho je tvar šikmého zubu v normálním řezu určen ekvivalentním čelním ozubeným kolem, jehož průměr

Dv= D/ Cos2 P (8.21)

A počet zubů

Zv  = cSt =Dj{ Mn Cos2 /?)= Mtz/(Mt Cos3 /?),

Zv = z / cos30. (8.22)

Příklad. S  P = 20 °<4 = 1,134 Zv = 1,2 Z.

Zvyšte ekvivalentní parametry(Dv  a Zv) se vzrůstajícím úhlemFi  je jedním z důvodů pro zvýšení pevnosti šroubovicových ozubených kol. V důsledku sklonu zubů se získá kolo, jak bylo, velkých rozměrů, nebo při stejném zatížení, zmenšují se rozměry ozubení. Níže je ukázáno, že šroubovicová ozubená kola ve srovnání s čelními ozubenými koly mají také další výhody: spárování ozubených kol, redukce hluku atd.   u moderních ozubených kol se staly převládajícími ozubenými koly.

Multi-párování a plynulost zapojení. Na rozdíl od přímých, šikmých zubů nezasahují okamžitě po celé délce, ale postupně. Odtud se tento odkaz rozšiřuje od bodů 1   na body 2   (viz obr. 8.24). Uspořádání kontaktních linií ve spirálovém převodovém poli je znázorněno na obr. 1 a 2. 8.26, a, b * (viz obr. 8.5 - čelní ozubení). Když se kola otáčí, kontaktní čáry se pohybují v poli záběru ve směru znázorněném šipkou. V uvažovaném časovém bodě jsou v záběru tři páry zubů 7, 2   a 3.   Zároveň pár 2   po celé délce zahnutý

♦ Přesněji řečeno, kontaktní čáry nejsou šikmé / ?, ale pod úhlemFt. Rozdíl mezi těmito úhly je malý a jeho účinek na l nepřesahuje 2%. Proto dále přijímáme
Zuby a pár 7 a 5 - jen částečně. V dalším časovém bodě se dvojice 3 vyřadí ze záběru a je v poloze 5. "Dva páry však stále zůstávají v záběru 2   a  D. Na rozdíl od ostrosti čelistí nemají zuby ozubenou zónu s jedním párem.U čelních ozubených kol se okamžitě přenáší zatížení ze dvou zubů na jeden nebo jeden na dva. Tento jev je doprovázen šokem a hlukem.  U ozubených kol se zuby postupně vkládají, jakmile vstoupí do převodového pole, a nejméně dva páry jsou vždy v převodovce. Hladkost spirálového ozubení výrazně snižuje hluk a další dynamická zatížení.

Známá výhoda spirálového ozubení je zvláště významná u vysokorychlostních převodů, protože dynamická zatížení se zvyšují úměrně k čtverci rychlosti.

U spirálového ozubeného kola je zatížení rozloženo po celé délce kontaktních linií 7, 2, 5. Specifické zatížení se snižuje se zvyšováním celkové délky kontaktních linií / L. Použití pic. 8.26 je snadné zjistit, že s ea se rovná celému číslu,

K = Bwee/ Cos/?

A / L se nemění při pohybu, protože pokles v řádku 3 vždy odpovídá stejnému přírůstku řádku 7. Je to přesně stejné pro každé ea, ale pro e ^ se rovná celému číslu. Pokud nejsou označené podmínky splněny, k se periodicky mění a vzorec (8.24) určí průměrnou hodnotu, která se bere jako vypočtená hodnota.

V souladu se vzorcem (8.24) / z roste s rostoucím / ?, což je výhodné. Nicméně, aby se zabránilo velké axiální síly v síti
  (viz níže) doporučujeme přijmout /?=8...20°. Pro kolečka chevron umožňují /? až 30 ° a dokonce až 40 °.

Na boční ploše šikmého zubu je kontaktní čára umístěna pod určitým úhlem vůči (obr. 8.27, a). Úhel X se zvyšuje s /?. Zatížení je nerovnoměrně rozloženo podél trolejového vedení. Jeho maximum je na středové linii zubu, protože když se spojí se středem zubů, zuby mají maximální celkovou tuhost.

Když se zub pohybuje v rovině záběru, kontaktová čára se pohybuje ve směru od 7 do 5 (obr. 8.27, b). V tomto případě může být poloha 7, ve které se úhel u zubu odtrhává, nebezpečná pro pevnost. Únavová trhlina se vytváří v kořeni zubu v místě koncentrace napětí a pak se rozprostírá v určitém úhlu c. Pravděpodobnost šikmého lomu se odráží v pevnosti zubů ohybovým namáháním a koncentrací zatížení Q  - pevnosti kontaktních napětí.

S nakloněným uspořádáním je spojovací vedení připojeno   proveditelnost výroby spirálových ozubených kol z materiálu, který je mnohem odolnější (vysoce tvrdý) než kolo.  To je vysvětleno následovně. Nohy zubů mají menší odolnost proti odlupování než hlavy, protože mají nepříznivou kombinaci směru posouvání a válcování zubů (viz obr. 8.6 a 8.8). V důsledku toho se zub kola, pracující s hlavou zubu ozubeného kola, začne nejprve rozpadat. V tomto případě se v důsledku sklonu kontaktní linie přenáší zatížení (vcelku nebo zčásti) na hlavu zubu kola, pracující s nohou pastorku pastorku. Slabá noha zubu kola je vyložena a štípání se zastaví. Přídavné zatížení hřídele pastorku není nebezpečné, protože je vyrobeno z odolnějšího materiálu. Použití vysoce pevného ozubeného kola umožňuje další zvýšení nosnosti šroubovicových kol o 25 ... 30%.

Výpočet poměru překrytí ea. Pro nespojené převody bez přesazení (pro ostatní případy viz GOST 16532 - 70)

Ea = (1 + cos /?)   cos p. (8.25)

Znaménko „+“ je určeno pro vnější a „-“ pro vnitřní převod. Pro čelní ozubená kola se doporučuje 1.2, u šroubovicových kol závisí hodnota ea na počtu zubů z a úhlu sklonu zubů p. Se zvyšujícím se z se ea zvyšuje. Proto
  je výhodné použít kola s velkým z nebo pro daný průměr D  kola s malým modulem   t. S nárůstem /? okresní krok roste   ry,  a pracovní délka spojovací čáry Ga  zůstává nezměněn (viz výše). V tomto případě ea klesá. Snížení ea je jedním z důvodů omezení velkých / ?.

Síly v převodovkách. U čelního ozubeného kola (Obr. 8.28,   a)  normální síla Fn  na tři složky:

TOC o "1-3" h obvodová síla z Ft = 2Tldu - h

Axiální síla   Fa=Ft  tg /?, I

Radiální síla   Fr=F[   tgaw = Ft  tg ^ / cos /?,\u003e (8.26)

Na druhé straně, síla I

Fn =F" T/ Cosoiw= / ^ / (cosan, cos ^). J

Přítomnost v záběru axiálních sil, které dodatečně zatěžují podpěry hřídele, je nevýhodou šroubovicových ozubených kol. Tato nevýhoda je eliminována převodem chevron (viz obr. 8.28, b a 8.23), který je podobný dvojitému šroubovicovému ozubenému kolu s opačným směrem zubů. Axiální síly jsou zde vyvažovány na ozubeném kole.

1 __ 2 Cos Pup dw sinaw

Porovnáním poměru qjpup ve vzorci (8.7) pro čelní [vzorce (8.8) a (8.9)] a spirálovými koly a také s ohledem na to, že tyto nemají žádnou jednovrstvou zónu ozubení

(? / Rpr) Jos = (? / Rpr)(Cos2 P) / ea

(<Гя ) zhos = (yfyam   ^ / (SO2P) / va.

Označte

J (cos2P) / ea (8.28)

Součinitel zvýšení pevnosti šroubovicového kola pro kontaktní napětí. V souladu se vzorcem (8.10) pro čelní ozubená kola získáme

° n = 1,18 Zj ^ F ^ i^ M (8.29)

S konstrukčním výpočtem /? a ea neznámé. Proto je hodnota ZHp ve vzorci (8.29) předběžně odhadnuta přibližně. Převzetí průměru /? = 12 ° a va = 1,5, dostaneme 0,8, a vzorce (8,11) a (8,13) výpočtu konstrukce vynásobením číselných koeficientů Vzg pro šroubová kola, která zapisujeme do formuláře

^ -JWW}

Výpočet pevnosti zubů pro ohybová napětí. Výpočet se provádí analogicky s čelními ozubenými koly, s přihlédnutím ke zvýšení pevnosti šroubovicových kol (viz výše). V tomto případě jsou vzorce (8.19) a (8.20) pro šroubová kola zapsány ve tvaru: pro kontrolní výpočet

YFSYFliKFFtl (bjn „H [(TFl (8.32)

Pro konstrukční výpočet (vezměte přibližně Kfv&   1; viz tab. 8.3)

/ i,= u /2 TxKFaKFp Yfsyffi/(ZlIl/ M [ Gf]). (8.33)

Zde YFp je součinitel povrchové pevnosti šroubovicových kol ohybovými namáháními:

Koeficient překrytí va [viz vzorec (8.25)] bere v úvahu snížení zatížení vypočteného zubu s ohledem na vícenásobné spojení ozubení. Yp = l- /? ° / Ju0\u003e 0,7 - koeficient s ohledem na zvýšení pevnosti v ohybu vlivem sklonu dotykové čáry k základně zubu a nerovnoměrné rozložení zatížení (viz obr. 8.27). V tomto případě se výsledné zatížení přibližuje základně zubu a ohybový moment se zmenšuje. Vzorec pro Yp je odvozen z experimentů. Faktor tvaru zubu Yfs  Je vybrán podle harmonogramu na obr. 8,20, s ekvivalentním počtem zubů Zv  - podle vzorce (8.22), a Zu  ft  a /? zvolte podle tabulky. 8,5, 8 .6.