Общие сведения и классификация зубчатых передач. Зубчатые передачи
Зубчатые передачи
Конструкции
Замена и ремонт зубчатых колес
Методы с коростного ремонта зубчатых передач
Зубчатые передачи
Износ и ремонт зубчатых передач
Список использованной литературы
1. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
1.1 Конструкции
Зубчатые передачи применяются почти во всех механизмах, которыми оснащены металлургические цехи (краны и подъемники, рольганги, лебедки перекидных устройств, приводы станов и т.п.)
Основными деталями зубчатых передач являются зубчатые колеса (шестерни). Они служат для передачи вращения от одного вала к другому, когда валы находятся не на одной оси.
В зависимости от взаимного расположения валов применяют передачи: цилиндрическую, коническую и винтовую.
Цилиндрическая зубчатая передача служит для передачи вращения с одного на другой параллельно расположенный вал (рис.1, а).
Коническая зубчатая передача служит для передачи вращения с вала на вал, расположенные с пересечением осей (рис.1,6).
Винтовая зубчатая передача применяется для передачи вращения с вала на вал, расположенные с перекрещивающимися, но не пересекающимися осями (рис. 1, в).
Рис. 1. Зубчатые передачи: а - цилиндрическая: б - коническая: в - винтовяя: г-шевронная шестерня.
Зубчатое колесо и рейка служат для преобразования вращательного движения в поступательно-возвратное
Зубья цилиндрических колес могут быть прямыми (рис. 1, а и б), косыми и шевронными (елочными) - рис. 1, г.
Шевронная шестерня состоит как бы из двух шестерен с косыми зубьями, соединенными вместе.
При работе зубчатых колес с прямыми зубьями в зацеплении одновременно находятся один или два зуба, вследствие чего работа передачи сопровождается некоторыми толчками.
Более плавная работа зубчатой передачи достигается применением косых или шевронных зубьев, так как при этом количество зубьев, участвующих в зацеплении, увеличивается.
Зубчатые колеса изготовляют из стальных поковок, стального литья и проката или из чугунных отливок. Для ответственных передач (например, грузоподъемных машин) применение чугунных зубчатых колес не допускается.
Классификация зубчатых колес. В зависимости от назначения передачи, типа зуба и скорости вращения зубчатые колеса подразделяются на четыре класса точности передач по допускам на изготовление и сборку (табл. 119).
Таблица 1 Классификация зубчатых колес
|
Допускаемая |
||||
|
Тип передач |
окружная ско- |
Примечание |
||
|
рость, м/сек |
||||
|
Цилиндрическая |
Применим, где точность |
|||
|
и плавность не имеют |
||||
|
значения, а также в |
||||
|
Коническая |
ручных и ненагружен- |
|||
|
ных передачах |
||||
|
Цилиндрическая |
||||
|
Коническая |
||||
|
Цилиндрическая " |
||||
|
Коническая |
||||
|
Цилиндрическая |
1 При требованиях боль- |
|||
|
1 шой плавности переда- |
||||
|
Коническая |
ли, а также в отсчет- |
|||
|
ных механизмах |
Зубчатые передачи делают открытыми, полуоткрытыми и закрытыми.
Открытыми называют передачи, которые не имеют кожуха (резервуара) для масляной ванны; смазываются такие передачи периодически консистентной смазкой. Обычно эти передачи тихоходные и применяются преимущественно в простых машинах и механизмах.
Полуоткрытые передачи отличаются от открытых наличием резервуара для жидкой масляной ванны.
Закрытыми называют передачи, которые вместе с подшипниками смонтированы в специальных корпусах.
Смазка шестерен редуктора производится различными способами:
1) при окружных скоростях шестерен выше 12--14 м/сек- струйным способом с подачей, струи в зону начала зацепления зубчатых колес;
2) при окружных скоростях шестерен ниже 12 м/сек - методом окунания.
При смазке методом окунания следует учитывать следующее:
а) большее зубчатое колесо пары должно быть погружено в масло на двух-трехкратную высоту зуба;
б) если у редуктора имеется несколько ступеней, то уровень масла определяется с учетом быстроходности передач.
В последнем случае уровень б (рис. 2) допускается, когда зубчатое колесо 1 тихоходной ступени вращается с небольшой скоростью. В редукторах, имеющих средние и большие
Рис. 2. Струйная смазка шестерен.
Рис. 3. Схема смазки шестерен окунанием.
скорости низко расположенных колес, последние погружают на двух-трехкратную высоту зуба большего колеса, а масло наливают до уровня а. смазки первой ступени ставят вспомогательное зубчатое колесо 3 с узким зубом, подающее смазку на рабочее колесо.
Вязкость заливаемого в редуктор масла выбирают в зависимости от скорости и нагрузки -обычно от 4 до 12°Е при температуре определения вязкости 50° С. При этом учитывают также температурные условия, в которых работает агрегат; при повышении температуры применяют масло большей вязкости, при понижении - меньшей вязкости.
Открытые передачи смазывают обычно консистентными смазками (солидол, консталин и т. д.).
Набивку уплотнений, предусмотренных (чертежами) в подшипниках и по линии стыка корпуса редуктора, следует выполнять весьма тщательно во избежание утечки масла и попадания пыли в редуктор.
Износ и ремонт зубчатых передач
Зубчатые колеса выходят из строя по двум основным причинам: по износу зубьев и по поломкам их.
Износ обычно является следствием: 1) неполного сцепления и 2) повышенного трения (постепенный износ).
Износ в первом случае является, главным образом, результатом плохого монтажа и при правильной сборке (строгом соблюдении радиального зазора) обычно отсутствует. Однако изменение радиального зазора может быть также следствием выработки вкладышей подшипников, причем в результате выработки подшипников может быть как увеличение радиального зазора, так и его уменьшение (работа в распор).
Если нагрузка на вкладыши передается в стороны, противоположные сцеплению в процессе работы по мере выработки вкладышей возможно увеличение радиального зазора.
Если нагрузка на вкладыши передается в сторону оцепления (например, у зубчатых колес бегунков кранов, в процессе работы по мере выработки вкладыша (в данном примере вкладыша бегунка) возможно уменьшение радиального зазора.
В обоих случаях после смены вкладышей радиальный зазор восстанавливается.
Постепенный износ от повышенного трения зависит от ряда условий, в число которых входит твердость материала, из которого изготовлены шестерни, термообработка, правильность подбора смазки, недостаточная чистота масла и несвоевременность смены его, перегрузка передачи и т. п.
Правильный монтаж и хороший надзор в процессе эксплуатации - основные условия продолжительной и бесперебойной работы оборудования.
Поломки зубьев шестерен происходят по следующим причинам: перегрузка шестерен, односторонняя (с одного конца зуба) нагрузка, подрез зуба, незаметные трещины в материале заготовки и микротрещины, как результат плохо проведенной термообработки, слабая сопротивляемость металла толчкам (в частности, как следствие непроведения отжига отливок и поковок), повышенные удары, попадание между зубьями твердых предметов и т. д.
2.1 Замена и ремонт зубчатых колес.
Рис. 4. Ремонт зубьев при помощи ввертышей с последующей наваркой
Как правило, зубчатые колеса с изношенными и поломанными зубьями подлежат не ремонту, а замене, причем замену рекомендуется производить одновременно обоих колес, входящих в данное зацепление. Однако, когда в зацеплении большое колесо во много раз превышает размер малого, необходимо своевременно заменить малое колесо, которое изнашивается быстрее большого примерно в передаточное число раз. Своевременная замена малого колеса предохранит от износа большое колесо.
Износ зубьев зубчатых колес не должен превышать 10-20 % : толщины зуба, считая по дуге начальной окружности. В малоответственных передачах износ зубьев допускается до 30% толщины зуба, в передачах ответственных механизмов значительно ниже (например, для механизмов подъема груза износ не должен превышать 15%: толщины зуба,- а у зубчатых колес механизмов подъема кранов, транспортирующих жидкий и горячий металл - до 10%").
Шестерни с цементированными зубьями следует заменять при износе слоя цементации свыше 80 %1 его толщины, а также при растрескивании, выкрашивании или отлущивании цементированного слоя.
При поломке зубьев, но не более двух подряд в не особо ответственных передачах (например, механизмы передвижения кранов) допускается восстановление их, которое производится следующим способом: поломанные зубья вырубают до основания, по ширине зуба просверливают два-три отверстия и в них нарезают резьбу, изготовляют шпильки и туго ввертывают их в подготовленные отверстия, приваривают шпильки к шестерне и электросваркой наплавляют металл, придавая ему форму зуба, на зуборезном, фрезерном или строгальном станке или путем опиливания вручную придают наплавленному металлу форму зуба, после чего восстановленный профиль проверяют сцеплением с сопряженной деталью и по шаблону.
Последовательность операций восстановления зуба наплавкой показана на рис. 298.
Для облегчения процесса посленаплавочной обработки зубьев L-редних и больших модулей рекомендуется наплавлять их по
Рис. 5. Последовательность операций при наварке зубьев:
1 - поломанный зуб; 2- место вырубленного зуба; 3 - наплавленный зуб по шпилькам; 4- обработанный (опиленный) зуб.
медному шаблону (рис. 299), применение которого основано на том, что медный шаблон, имеющий форму впадин шестерни, образует грани зуба. При сварке, вследствие высокой теплопроводности меди, металл к шаблону не приваривается и после наплавки шаблон легко вынимается, а наплавленный металл наваривается, образуя форму зуба.
Рис. 6. Метод наплавки зубьев сваркой:
1 - ремонтируемая шестерня;
2 - наплавленный зуб; 3 - медный шаблон.
Наплавка должна вестись обязательно качественными (толстообмазанными) электродами марки не ниже. После наплавки желателен отжиг.
Для особо ответственных механизмов (например, механизмов подъема кранов) наплавка (ремонт) зубьев не допускается, зубчатые колеса в этих случаях- должны заменяться новыми.
Не следует закреплять зубья различного рода ввертышами без сварки или в паз в виде ласточкина хвоста, так как эти способы ненадежны и не обеспечивают нормальной работы оборудования.
Зубчатые колеса с лопнувшим ободом ремонтируют обычно дуговой сваркой, разрабатывая сварочную технологию так, чтобы в результате сварки не образовалось дополнительных напряжений, вызывающих трещины в других элементах колеса (рекомендуется нагрев всей шестерни до красного каления, а также отжиг ее после сварки).
Зубчатые колеса с трещиной в ступице ремонтируют посадкой на ступицу специально откованного или отлитого и проточенного на станке стального бандажа, нагретого до 300-400° С.
Зубчатые колеса особо ответственных передач (например, механизмов подъема кранов), имеющие трещины в ©боде, спицах и ступице, заменяют; ремонт их сваркой или другим методом не разрешается.
Шестерни, вращающиеся с большим числом оборотов, а также зубчатые колеса большого диаметра при средних числах оборотов, необходимо подвергать статической балансировке.
2.2 Методы скоростного ремонта зубчатых передач
Скоростной ремонт зубчатых передач, как и других элементов оборудования, по. своей методике должен быть узловым.
При скоростных узловых ремонтах замена отдельных шестерен или зубчатых колес:не производится, замену их проводят заранее собранными узлами, причем, как это указано ранее, при рассмотрении, типов узлов, как ремонтно-монтажных единиц, может быть три:
крупные
узлы, в состав
которых входят
спорные корпусы
(например,
корпусы редукторов)
и весь комплекс
зубчатых зацеплений,
смонтированных
в данных корпусах;
группа связанных между собой при помощи зубчатых зацеплений индивидуальных узлов (например, валы, поз. /, 2, 3, совместно с, теми; деталями, которые смонтированы на них);
отдельные индивидуальные узлы, в состав которых входят зубчатые колеса.
В зависимости от специфических условий, характерных для данного ремонта, в план организации работ принимается один из указанных видов узлового ремонта.
Наиболее качественным является скоростной ремонт, проводимый путем замены отдельных крупных узлов - редукторов.
Однако в этом случае необходимо, чтобы, во-первых, демонтируемый и вновь монтируемый редукторы были взаимозаменяемы, и, во-вторых, заранее была подготовлена соответствующая такелажно-монтажная оснастка.
Типизация редукторов, т. е. утверждение для данного цеха или предприятия в целом определенных типов и размеров взаимозаменяемых редукторов является важнейшим мероприятием, обеспечивающим проведение скоростных высококачественных ремонтов.
Список использованной литературы
Сборка машин в тяжелом машиностроение / Б.В. Федоров, В.А. Вавуленко и др. 2-е изд.. М.: Маш-е, 1987г.
Справочник-технолога- машиностроителя: в 2-х т. Под редакцией А.Г.Косиловой М.: Маш-е, 1985г.
Металлорежущие станки. Учеб. Пособие для втузов. Н.С. Колев и др. М.: Маш-ие, 1980г.
Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю., Тулаев Ю.И. Технологическое оборудование машин-ных производств. Учеб. Пособие. М.: Изд-во «Станкин», 1997г.
Похожие рефераты:
Выбор электродвигателя, кинематический расчет и схема привода. Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана. Расчет зубчатых колес редуктора. Выносливость зубьев по напряжениям изгиба. Расчёт вращающих моментов вала.
Классификация зубчатых передач по эксплуатационному назначению. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач. Методы и средства контроля зубчатых колес и передач. Приборы для контроля цилиндрических зубчатых колес, прикладные методы их применения.
Расчет срока службы приводного устройства. Выбор двигателя, кинематический расчет привода. Выбор материалов зубчатых передач. Определение допустимых напряжений. Расчет закрытой конической зубчатой передачи. Определение сил в зацеплении закрытых передач.
Изучение конструкции цилиндрического двухступенчатого редуктора, измерение габаритных и присоединительных размеров. Определение параметров зубчатого зацепления. Расчет допускаемой нагрузки из условия обеспечения контактной выносливости зубчатой передачи.
Проектирование прямозубого редуктора. Выбор электродвигателя привода. Расчетное напряжение изгиба в опасном сечении зуба шестерни. Конструктивные размеры зубчатых колес и элементов корпуса. Основные параметры зубчатой пары. Ориентировочный расчет валов.
Кинематический, силовой расчёты привода. Определение мощности на валу исполнительного механизма. Определение расчётной мощности вала электродвигателя. Определение частоты вращения вала исполнительного механизма. Расчет закрытых цилиндрических передач.
Шарнирно-рычажные механизмы применяются для преобразования вращательного или поступательного движения в любое движение с требуемыми параметрами. Фрикционные - для изменения скорости вращательного движения или преобразования вращательного в поступательное.
Изучение теоретических основ нарезания зубчатых колес методом обкатки зубчатой рейкой. Построение профилей колес с помощью прибора. Фрезерование зубьев цилиндрического колеса. Форма зуба в зависимости от смещения. Положение рейки относительно колеса.
Кинематическая схема привода ленточного конвейера. Кинематический расчет электродвигателя. Определение требуемуй мощности электродвигателя, результатов кинематических расчетов на валах, угловой скорости вала двигателя. Расчет зубчатых колес редуктора.
Описание внешнего вида механизма зубчатой передачи. Кинематический расчёт. Расчёт геометрии передачи и её деталей. Силовой расчёт механизма. Расчёт зацепления на прочность, прочности одного из валов механизма. Выбор конструкционных материалов.
Определение расчетной мощности электродвигателя, передаточного числа привода. Расчет мощностей, передаваемых валами привода, и крутящих моментов. Проектный расчет тихоходной и конической зубчатых передач, подшипников вала по статической грузоподъемности.
Методика проектирования трехступенчатого цилиндрического редуктора. Порядок определения допускаемых напряжений. Особенности расчета 3-х ступеней редуктора, промежуточных валов и подшипников для них. Специфика проверки прочности шпоночных соединений.
Преимущества и недостатки планетарных передач над обычными, область применения. Принцип работы и основные звенья планетарных передач. Волновые зубчатые передачи, конструктивная схема, принцип работы, преимущества и недостатки волновых передач.
Параметры цилиндрических косозубых колес. Конструкции и материалы зубчатых колес, их размеры и форма. Конические зубчатые передачи и ее геометрический расчет. Конструкция и расчет червячных передач. Основные достоинства и недостатки червячных передач.
Проектирование червячной передачи. Проектирование цилиндрической зубчатой передачи. Расчет мертвого хода редуктора. Точность зубчатых и червячных передач. Допуски формы и расположения поверхностей зубчатых колес, червяков. Конструктивные элементы валов.
Кинематический расчет передачи и выбор электродвигателя. Расчет цилиндрической передачи. Ориентировочный расчет валов. Расчет основных размеров корпуса редуктора. Подбор подшипников и муфт. Выбор смазочного материала для зубчатой передачи и подшипников.
ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
П л а н л е к ц и и
1. Общие сведения.
2. Классификация зубчатых передач.
3. Геометрические параметры зубчатых колес.
4. Точность преобразования параметров.
5. Динамические соотношения в зубчатых зацеплениях.
6. Конструкция колес. Материалы и допускаемые напряжения.
1. Общие сведения
Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. Зубчатая передача состоит из колес с зубьями, которые сцепляются между собой, образуя ряд последовательно работающих кулачковых механизмов.
Зубчатые передачи применяют для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися или перекрещивающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.
Достоинства зубчатых передач:
1. Постоянство передаточного отношения i .
2. Надежность и долговечность работы.
3. Компактность.
4. Большой диапазон передаваемых скоростей.
5. Небольшое давление на валы.
6. Высокий КПД.
7. Простота обслуживания.
Недостатки зубчатых передач:
1. Необходимость высокой точности изготовления и монтажа.
2. Шум при работе со значительными скоростями.
3. Невозможность бесступенчатого регулирования передаточного отно-
шения i .
2. Классификация зубчатых передач
Зубчатые передачи, применяемые в механических системах, разнообразны. Они используются как для понижения, так и для повышения угловой скорости.
Классификация конструкций зубчатых преобразователей группирует передачи по трем признакам:
1. По виду зацепления зубьев . В технических устройствах применяются передачи с внешним (рис. 5.1,а ), с внутренним (рис. 5.1,б ) и с реечным (рис. 5.1,в ) зацеплением.
Передачи с внешним зацеплением применяются для преобразования вращательного движения с изменением направления движения. Передаточное отношение колеблется в пределах –0,1 i –10. Внутреннее зацепление применяется в том случае, если требуется преобразовывать вращательное движение с сохранением направления. По сравнению с внешним зацеплением передача имеет меньшие габаритные размеры, бóльший коэффициент перекрытия и повышенную прочность, но более cложна в изготовлении. Реечное зацепление применяется при преобразовании вращательного движения в поступательное и обратно.
2 . По взаимному расположению осей валовразличают передачи цилиндрическими колесами с параллельными осями валов (рис. 5.1, а), коническими колесами с пересекающимися осями (рис. 5.2), колесами со скрещивающимися осями (рис. 5.3). Передачи c коническими колесами обладают меньшим передаточным отношением (1/6 i6), более сложны в изготовлении и эксплуатации, имеют дополнительные осевые нагрузки. Винтовые колеса работают с повышенным скольжением, быстрее изнашиваются, имеют малую нагрузочную способность. Эти передачи могут обеспечивать различные передаточные отношения при одинаковых диаметрах колес.
3 . По расположению зубьев относительно образующей обода колеса
различают передачи прямозубые (рис. 5.4, а ), косозубые (рис. 5.4,б ), шевронные (рис. 5.5) и с круговыми зубьями.
Косозубые передачи имеют боль- |
||||
шую плавность зацепления, меньше |
||||
технологически | равноценны |
|||
прямозубым, но в передаче возникают |
||||
дополнительные | нагрузки. |
|||
Сдвоенная косозубая со | встречными |
|||
наклонами зубьев (шевронная) переда- |
||||
ча имеет все преимущества косозубой |
||||
и уравновешенные осевые силы. Но |
||||
передача несколько сложнее в изготов- |
||||
лении и монтаже. Криволинейные |
||||
зубья чаще всего применяются в кони- |
||||
передачах | повышения |
|||
нагрузочной способности, | плавности |
|||
работы при высоких скоростях. |
||||
3. Геометрические параметры зубчатых колес
К основным геометрическим параметрам зубчатых колес (рис. 5.6) относятся: шаг зуба Р t , модульm (m =P t /), число зубьевZ , диаметрd делительной окружности, высотаh a делительной головки зуба, высотаh f делительной ножки зуба, диаметрыd a иd f окружностей вершин и впадин, ширина зубчатого венцаb .
df 1 | db 1 | |||
dw 1 (d1 ) | ||||
da 1 | ||||
df 2 | dw 2 (d2 ) | da 2 |
||
db 2 | ||||
Диаметр делительной окружности d =mZ . Делительной окружностью зуб колеса делится на делительную головку и делительную ножку, соотношение размеров которых определяется относительным положением заготовки колеса и инструмента в процессе нарезания зубьев.
При нулевом смещении исходного контура высота делительной головки и ножки зуба колеса соответствует таковым у исходного контура, т. е.
ha =h a * m; hf =(h a * + c* ) m,
где h a * – коэффициент высоты головки зуба;c * – коэффициент радиального
Для колес с внешними зубьями диаметр окружности вершин
da = d +2 ha =(Z +2 h a * ) m.
Диаметр окружности впадин
df = d –2 hf =(Z –2 h a * –2 c* ) m.
При m ≥ 1 ммh a * = 1,c * = 0,25,d a = (Z – 2,5)m .
Для колес с внутренними зубьями диаметры окружностей вершин и впадин следующие:
da = d –2 ha =(Z –2 h a * ) m;
df = d +2 hf =(Z +2 h a * +2 c* ) m.
Для колес, нарезанных со смещением, диаметры вершин и впадин определяются с учетом величины коэффициента смещения по более сложным зависимостям.
Если два колеса, нарезанные без смещения, ввести в зацепление, то их делительные окружности будут касаться, т. е. совпадут с начальными окружностями. Угол зацепления при этом будет равен углу профиля исходного контура, т. е. начальные ножки и головки совпадут с делительными ножками и головками. Межосевое расстояние будет равняться делительному межосевому расстоянию, определяемому через диаметры делительных окружностей:
aw = a =(d1 + d2 )/2 = m(Z1 + Z2 )/2.
Для колес, нарезанных со смещением, имеется различие для начальных и делительных диаметров, т. е.
d w 1 ≠d 1 ;d w 2 ≠d 2 ;a w ≠a ; αw = α.
4. Точность преобразования параметров
В процессе эксплуатации зубчатой передачи теоретически постоянное передаточное отношение претерпевает непрерывные изменения. Эти изменения вызываются неизбежными погрешностями изготовления размеров и формы зубьев. Проблема изготовления зубчатых зацеплений с малой чувствительностью к погрешностям решается в двух направлениях:
а) применение специальных видов профилей (например, часовое зацепление);
б) ограничение погрешностей изготовления.
В отличие от таких простых деталей, как валы и втулки, зубчатые колеса являются сложными деталями, и погрешности выполнения их отдельных элементов не только сказываются на сопряжении двух отдельных зубьев, но и оказывают влияние на динамические и прочностные характеристики зубчатой передачи в целом, а также на точность передачи и преобразования вращательного движения.
Погрешности зубчатых колес и передач в зависимости от их влияния на эксплуатационные показатели передачи можно разделить на четыре группы:
1) погрешности, влияющие на кинематическую точность, т. е. точность передачи и преобразования вращательного движения;
2) погрешности, влияющие на плавность работы зубчатой передачи;
3) погрешности пятна контакта зубьев;
4) погрешности, приводящие к изменению бокового зазора и влияющие на мертвый ход передачи.
В каждой из этих групп могут быть выделены комплексные погрешности, наиболее полно характеризующие данную группу, и поэлементные, частично характеризующие эксплуатационные показатели передачи.
Такое разделение погрешностей на группы положено в основу стандартов на допуски и отклонения зубчатых передач: ГОСТ 1643–81 и ГОСТ 9178–81.
Для оценки кинематической точности передачи, плавности вращения, характеристики контакта зубьев и мертвого хода в рассматриваемых стандартах установлено 12 степеней точности изготовления зубчатых колес
и
передач. Степени точности в порядке убывания обозначаются числами
1–12. Степени точности 1 и 2 по ГОСТ 1643–81 дляm
> 1 мм и по ГОСТ 9178–81 для 0,1 Допускается использование зубчатых колес и передач, группы погрешностей которых могут принадлежать к различным степеням точности. Однако ряд погрешностей, принадлежащих к различным группам по своему влиянию на точность передачи, взаимосвязаны, поэтому устанавливаются ограничения на комбинирование норм точности. Так, нормы плавности могут быть не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее норм кинематической точности, а нормы контакта зубьев можно назначать по любым степеням, более точным, чем нормы плавности. Комбинирование норм точности позволяет проектировщику создавать наиболее экономичные передачи, выбирая при этом такие степени точности на отдельные показа- тели, которые отвечают эксплуатационным требованиям, предъявляемым к данной передаче, не завышая затрат на изготовление передачи. Выбор степеней точности зависит от назначения, области применения колес и окружной скорости вращения зубьев. Рассмотрим более подробно погрешности зубчатых колес и передач, влияющие на их качество. 5. Динамические соотношения в зубчатых зацеплениях Зубчатые передачи преобразуют не только параметры движения, но и параметры нагрузки. В процессе преобразования механической энергии часть мощности P
тр
, подводимой к входу преобразователя, расходуется на преодоление трения качения и скольжения в кинематических парах зубчатых колес. В результате мощность на выходе уменьшается. Для оценки потери мощности используется понятие коэффициента полезного действия (КПД), определяемого как отношение мощности на выходе преобразователя к мощности, подводимой к его входу, т. е. η = P
вых
/P
вх
. Если зубчатая передача преобразует вращательное движение, то соответственно мощности на входе и выходе можно определить как Обозначим ωвых
/ωвх
черезi
, а величинуT
вых
/T
вх
черезi
м
, которое назовем передаточным отношением моментов. Тогда выражение (5.3) примет вид η = i
м
. Величина η колеблется в пределах 0,94–0,96 и зависит от типа передачи и передаваемой нагрузки. Для зубчатой цилиндрической передачи КПД можно определить из зависимости η = 1 – cf
π(1/Z
1
+ 1/Z
2
), где с
– поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение КПД с уменьшением передаваемой мощности; 20Т
вых
292mZ
2
20Т
вых
17,4mZ
2
где Т
вых
– момент на выходе, H мм;f
– коэффициент трения между зубьями. Для определения действительных усилий на зубья передачи рассмот- рим процесс преобразования нагрузки (рис. 5.7). Пусть движущий входной момент T
1
приложен к ведущему зубчатому колесу1
с диаметром начальной окружностиd
w
l
, а момент сопротивленияT
2
ведомого колеса2
направлен в сторону, противоположную вращению колеса. В эвольвентном зубчатом зацеплении точка контакта находится всегда на линии, являющейся общей нормалью к соприкасаемым профилям. Следовательно, сила давления зубаF
ведущего колеса на зуб ведомого будет направлена по нормали. Перенесем силу по линии действия в полюс зацепленияP
и разложим ее на две составляющие. Ft
’
Ft
’
Касательная составляющая F
t
называется окружной силой. Она
совершает полезную работу, преодолевая момент сопротивления T
и приводя в движение колеса. Ее величину можно вычислить по формуле F
t
= 2T
/d
w
. Составляющая по вертикали называется радиальной силой
и обозначаетсяF
r
. Эта сила работы не совершает, она только создает дополнительную нагрузку на валы и опоры передачи. При определении величины обеих сил можно пренебречь силами трения между зубьями. В этом случае между полным усилием давления зубьев и его составляющими существуют следующие зависимости: F
n
=F
t
/(cos α cos); F
r
=F
t
tg α/ cos , где α – угол зацепления. Зацепление цилиндрических прямозубых колес имеет ряд существенных динамических недостатков: ограниченные значения коэффициента перекрытия, значительный шум и удары при высоких скоростях. Для уменьшения габаритов передачи и уменьшения плавности работы часто прямозубое зацепление заменяют косозубым, боковые профили зубьев которого представляют собой эвольвентные винтовые поверхности. В косозубых передачах полное усилие F
направлено перпендикулярно зубу. Разложим эту силу на две составляющие:F
t
– окружное усилие колеса иF
a
– осевая сила, направленная вдоль геометрической оси колеса; F
a
=F
t
tg β, где – угол наклона зуба. Таким образом, в косозубом зацеплении в отличие от прямозубого действуют три взаимно перпендикулярные силы F
a
,F
r
,F
t
, из которых толькоF
t
совершает полезную работу. 6. Конструкция колес. Материалы и допускаемые напряжения Конструкция колес.
При изучении принципов конструирования зубчатых передач основной целью является усвоение методики определения формы и основных параметров колес по условиям работоспособности и эксплуатации. Достижение указанной цели возможно при решении следующих задач: а) выбор оптимальных материалов колес и определение допускаемых механических характеристик; б) расчет размеров колес по условиям контактной и изгибной прочности; в) разработка конструкции зубчатых колес. Зубчатые передачи являются типовыми преобразователями, для которых разработано достаточно много обоснованных конструктивных оптимальных вариантов. Обобщающая схема конструкции зубчатого колеса может быть представлена как сочетание трех основных конструктивных элементов: зубчатого венца, ступицы и центрального диска (рис. 5.9). Форму и размеры зубчатого колеса определяют в зависимости от числа зубьев, модуля, диаметра вала, а также от материала и технологии изготовления колес. На рис. 5.8 показаны примеры конструкций зубчатых колес механизмов. Размеры колес рекомендуется брать в соответствии с указаниями ГОСТ 13733–77. Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Размещено на http://www.allbest.ru/ Зубчатые передачи
Введение
зубчатый колесо передача эвольвента Бурное развитие науки и техники приводит к появлению новых материалов, новых технологических решений позволяющих создавать принципиально новые конструкции, однако фундаментальные методические положения остаются неизменными. В XI веке особое внимание уделено машиностроительной и самолётостроительной отраслям, в связи с этим хотелось бы остановиться на элементах общего назначения используемых в данных отраслях, а именно зубчатых передачах. В реферате дано определение зубчатой передаче, рассмотрены их классификации, методика расчета геометрических параметров зубчатых колес. Также в данной работе описаны назначения зубчатой передачи, приведены характеристики передачи в механизмах. 1
.
Зу
бчат
ое
колесо
,
классификация
Зубчатое колесо, шестерня - основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрическойили конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называть шестернёй, а большое - колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями. Рис. 1. Зубчатое колесо Зубчатые колёса обычно используются памрами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается - ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение - механическая мощность - останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств. А) Поперечный профиль зуба Профиль зубьев колёс как правило имеет эвольвентную боковую форму. Однако, существуют передачи с круговой формой профиля зубьев (передача Новикова с одной и двумя линиями зацепления) и с циклоидальной. Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба. Параметры зубчатого колеса: m - модуль колеса. Модулем зацепления называется линейная величина в р
раз меньшая окружного шага P или отношение шага по любой концентрической окружности зубчатого колеса к р
, то есть модуль - число миллиметров диаметра приходящееся на один зуб. Тёмное и светлое колёсо имеют одинаковый модуль. Самый главный параметр, стандартизирован, определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем больше нагружена передача, тем выше значение модуля. Все геометрические параметры зубчатого зацепления выражаются через его модуль: 1. Модуль зубьев m
=
=
.
2. Высот зубьев h
=
2,25m
.
3. Высота головки зуба h
=
m
.
4. Высота ножки зуба h
=
2,25m
.
5. Диаметр делительной окружности d
=
mz
.
6. Диаметр окружности выступов d
=
d
+
2
h
=
d
+
2m
=
m
(z
+
2). 7. Диаметр окружности впадин
d= d+2
h =d+2
m=m(
z+2).
8. Радиальный зазор между сопряженными кольцами с
=0,25т
. 9. Межосевое расстояние a
=
.
10. Шаг зубьев p
=р
m
.
11. Толщина зуба S
=
0,5p
=
.
12. Ширина впадин l
=
0,5p
=
.
13. Ширина венца зубчатого колеса (длина зуба) b
?
(6…8).m
14. Диаметр ступицы d
?
(1,6…2)
d
.
15. Длина ступицы l
=
1,5
d
.
16. Толщина обода д
?
(2,5…4) m
.
17. Угол профиля, угол зацепления б
=
б
=
20. 18. Делительный диаметр, начальный диаметр d
=
d
=
mz
.
19. Основной диаметр.
d
=
d
cos б Рис. 2 Параметры зубчатого колеса В машиностроении приняты определенные значение модуля зубчатого колеса m для удобства изготовления и замены зубчатых колёс, представляющие собой целые числа или числа с десятичной дробью: 0,5; 0,7; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и так далее до 50. Б) Продольная линия зуба Зубчатые колеса классифицируются в зависимости от формы продольной линии зуба на: прямозубые, косозубые, шевронные. В) Прямозубые колёса Прямозубые колёса - самый распространённый вид зубчатых колёс. Зубья расположены в радиальных плоскостях, а линия контакта зубьев обеих шестерён параллельна оси вращения. При этом оси обеих шестерён также должны располагаться строго параллельно. Прямозубые колеса имеют наименьшую стоимость, но, в то же время, предельный крутящий момент таких колес ниже, чем косозубых и шевронных. С) Косозубые колёса Косозубые колёса являются усовершенствованным вариантом прямозубых. Их зубья располагаются под углом к оси вращения, а по форме образуют часть спирали. Достоинства: Зацепление таких колёс происходит плавнее, чем у прямозубых, и с меньшим шумом; Площадь контакта увеличена по сравнению с прямозубой передачей, таким образом, предельный крутящий момент, передаваемый зубчатой парой, тоже больше. При работе косозубого колеса возникает механическая сила, направленная вдоль оси, что вызывает необходимость применения для установки вала упорных подшипников; Увеличение площади трения зубьев (что вызывает дополнительные потери мощности на нагрев), которое компенсируется применением специальных смазок. В целом, косозубые колёса применяются в механизмах, требующих передачи большого крутящего момента на высоких скоростях, либо имеющих жёсткие ограничения по шумности. Г) Шевронные колеса Зубья таких колёс изготавливаются в виде буквы «V» (либо они получаются стыковкой двух косозубых колёс со встречным расположением зубьев). Передачи, основанные на таких зубчатых колёсах, обычно называют «шевронными». Шевронные колёса решают проблему осевой силы. Осевые силы обеих половин такого колеса взаимно компенсируются, поэтому отпадает необходимость в установке валов на упорные подшипники. При этом передача является самоустанавливающейся в осевом направлении, по причине чего в редукторах с шевронными колесами один из валов устанавливают на плавающих опорах (как правило - на подшипниках с короткими цилиндрическими роликами). Д) Зубчатые колёса с внутренним зацеплением При жёстких ограничениях на габариты, в планетарных механизмах, в шестерённых насосах с внутренним зацеплением, в приводе башни танка, применяют колёса с зубчатым венцом, нарезанным с внутренней стороны. Вращение ведущего и ведомого колеса совершается в одну сторону. В такой передаче меньше потери на трение, то есть выше КПД. Е) Секторные колёса Секторное колесо представляет собой часть обычного колеса любого типа. Такие колёса применяются в тех случаях, когда не требуется вращение звена на полный оборот, и поэтому можно сэкономить на его габаритах. Ж) Колёса с круговыми зубьями Передача на основе колёс с круговыми зубьями имеет ещё более высокие ходовые качества, чем косозубые - высокую нагрузочную способность зацепления, высокую плавность и бесшумность работы. Однако они ограничены в применении сниженными, при тех же условиях, КПД и ресурсом работы, такие колёса заметно сложнее в производстве. Линия зубьев у них представляет собой окружность радиуса, подбираемого под определённые требования. Контакт поверхностей зубьев происходит в одной точке на линии зацепления, расположенной параллельно осям колёс 2. З
убчатая передача, классификация
Збчатая передача - это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. Классификация зубчатых передач По форме профиля зубьев: Эвольвентные; Круговые (передача Новикова); Циклоидальные. По типу зубьев: Прямозубые; Косозубые; Шевронные; Криволинейные; Магнитные. По взаимному расположению осей валов: С параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями); С пересекающимися осями - конические передачи; С перекрещивающимися осями. По форме начальных поверхностей: Цилиндрические; Конические; Глобоидные; По окружной скорости колёс: Тихоходные; Среднескоростные; Быстроходные. По степени защищенности: Открытые; Закрытые. По относительному вращению колёс и расположению зубьев: Внутреннее зацепление (вращениие колёс в одном направлении); Внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении). 3. Эвольвента и ее свойства
Подавляющее большинство зубчатых передач, применяемых в технике, имеет зубчатые колеса с эвольвентным профилем. Эвольвента как кривая для формирования профиля зуба была предложена Л. Эйлером. Она обладает значительными преимуществами перед другими кривыми, применяемыми для этой цели, - удовлетворяет основному закону зацепления, обеспечивает постоянство передаточного отношения, нечувствительна к неточностям межосевого расстояния (что облегчает сборку), наиболее проста и технологична в изготовлении, легко стандартизируется (что особенно важно для такого распространенного вида механизмов как зубчатые передачи). Эвольвента - это траектория движения точки, принадлежащей прямой, перекатывающейся без скольжения по окружности. Данная прямая называется производящей прямой, а окружность, по которой она перекатывается - основной окружностью (рисунок 3 а). Рис. 3 (а, б). Эвольвента обладает следующими свойствами, которые используются в теории зацепления: 1) форма эвольвенты определяется радиусом основной окружности; 2) нормаль к эвольвенте в любой ее точке является касательной к основной окружности. Точка касания нормали с основной окружностью является центром кривизны эвольвенты в рассматриваемой точке; 3) эвольвенты одной и той же основной окружности являются эквидистантными (равноотстоящими друг от друга) кривыми. Положение любой точки на эвольвенте может быть однозначно охарактеризовано диаметром окружности, на которой она расположена, а также характерными для эвольвенты углами: углом развернутости (обозначается н), углом профиля (б), эвольвентным углом - invб (рисунок 3 б). На рисунке 1 б показаны эти углы для произвольно выбранной на эвольвенте точки Y, поэтому они имеют соответствующий индекс: Н Y - угол развернутости эвольвенты до точки у; Б Y - угол профиля в точке Y; Invб Y - эвольвентный угол в точке Y (на окружности диаметра dY). То есть индекс показывает, на какой окружности находится рассматриваемая точка эвольвенты, поэтому для характерных окружностей используются индексы, приведенные выше. Например: б a1 - угол профиля эвольвенты в точке, лежащей на окружности вершин первого колеса; invб - эвольвентный угол в точке эвольвенты, находящейся на делительной окружности колеса и т.д. 4. С
пособы нарезания зубчатых колес
Существует два принципиально различных метода нарезания: 1) метод копирования; 2) метод обкатки. В первом случае впадина зубчатого колеса фрезеруется на универсальном фрезерном станке фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, профиль которых соответствует профилю впадины. Затем заготовку поворачивают на угол 360?/Z и нарезают следующую впадину. При этом используется делительная головка, а также имеются наборы фрез для нарезания колёс с различным модулем и различным числом зубьев. Метод непроизводителен и применяется в мелкосерийном и единичном производстве. Второй метод обката или огибания может производиться с помощью инструментальной рейки (гребёнки) на зубострогальном станке; долбяком на зубодолбёжном станке или червячной фрезой на зубофрезерном станке. Этот метод высокопроизводителен и применяется в массовом и крупносерийном производстве. Одним и тем же инструментом можно нарезать колёса с различным числом зубьев. Нарезание с помощью инструментальной рейки имитирует реечное зацепление, где профиль зуба образуется как огибающая последовательных положений профиля инструмента, угол исходного контура которого б=20?. Зацепление между режущим инструментом и нарезаемым колесом называется станочным. В станочном зацеплении начальная окружность всегда совпадает с делительной. Самым производительным из рассмотренных методов является зубофрезерование с помощью червячных фрез, которые находятся в зацеплении с заготовкой по аналогии с червячной передачей. При нарезании долбяком осуществляется его возвратно поступательное движение при одновременном вращении. Фактически при этом осуществляется зацепление заготовки с инструментальным зубчатым колесом - долбяком. Этот метод чаще всего используется при нарезании внутренних зубчатых венцов. Все рассмотренные методы используются для нарезания цилиндрических колёс как с прямыми, так и с косыми зубьями. 5. Подрезание профиля зуба.
Корригирование зубчатого колеса
При резке зубчатого колеса возможно подрезания зубов, которое проявляется в уменьшении толщины делительной ножки зуба. Это приводит к срезанию главного (эвольвентного) профиля зубьев и уменьшения их прочности на изгиб. Подрезания зубов наступает в том случае, когда активная линия зацепления Н Н2 выходит за пределы теоретической линии зацепления В, В2, поскольку любая точка профиля зуба (шестерни), что лежит за пределами этой линии, не соответствует основной теореме зацепления (нормаль N"N», проведена до такого профиля в точке контакта, не будет проходить через полюс зацепления). Опасность подрезания больше в менее колеса, поскольку ВуН2 <В2Н. Для определения минимального коэффициента смещения xmin и минимального числа зубьев при которых не наблюдается подрезание, можно использовать зависимость для радиуса кривизны предельной точки L главного бокового профиля зубьев. Напомним, что точка, которая разделяет эвольвенты и переходную части бокового профиля, называется предельной. Как известно, для построения главного профиля эвольвентного зуба используется эвольвенты, радиус кривизны которой всегда удовлетворяет условию р> 0. Причем эвольвенты будет за пределами основного круга и в своем начале, что совпадает с основным кругом, будет радиус кривизны р = 0. Это и есть предельный случай, при котором профиль зуба колеса может находиться на линии зацепления NN и иметь радиус кривизны р = 0. В некоторых случаях небольшое ослабление зуба вполне допустимо, это делается для улучшения условий контакта зубов в начале (или в конце) зацепления. Корригирование зубчатых колёс (от лат. corrigo - исправляю, улучшаю), приём улучшения формы зубьев эвольвентного зубчатого зацепления. При нарезании зубчатых колёс исходный стандартный контур производящей рейки смещают в радиальном направлении так, что её делительная прямая не касается делительной окружности колеса. При этом можно использовать нормальный реечный зуборезный инструмент (гребёнку, червячную фрезу и т.п.) или долбяки. Обработку ведут назубообрабатывающем станке методом обкатки (см. Зубонарезание),
нарезая колёса с требуемым смещением исходного контура. К. з. к. появилось как средство устранения нежелательного подрезания ножки зуба у колёс с малым числом зубьев из-за несовершенства инструмента. Современное К. з. к. имеет более общее значение и практически выражается в преднамеренном смещении исходного контура, которое является одним из основных геометрических параметров зубчатых колёс. Смещение от центра колеса может быть отрицательным или положительным. В случае положительного смещения для профиля зубьев используются участки эвольвенты с большими радиусами кривизны, что повышает контактную прочность зубьев, а также увеличивает их прочность на излом. К. з. к. может быть использовано для повышения качества зацепления как двух колёс, так и зацепления колеса с рейкой. Целесообразный выбор смещений может уменьшить скольжение зубьев друг по другу, снизить их износ, уменьшить опасность заедания и повысить кпд передачи. К. з. к. позволяет изменять межосевые расстояния в зубчатых передачах, что даёт возможность решать ряд важных конструктивных задач. Например, в коробках скоростей, планетарных механизмах и др. можно разместить между двумя валами передачи, у которых одно и то же колесо входит в зацепление с колёсами, имеющими разные числа зубьев, или при ремонте нестандартные зубчатые передачи можно заменять стандартными. При расчёте геометрии корригированных зацеплений пользуются коэффициентом смещения х,
который равен смещению исходного контура, деленному на модуль зубчатого колеса. При назначении x
1
для 1-го и х
2
для 2-го колеса необходимо учитывать ограничивающие условия: отсутствие или ограничение подреза ножки зуба; отсутствие интерференции, т.е. взаимного пересечения профилей зубьев при относительном движении колёс; получение достаточного коэффициента перекрытия, надёжно обеспечивающего вхождение в зацепление последующей пары зубьев, пока предыдущая не вышла из зацепления; отсутствие заострения зубьев, т.е. получение достаточной толщины зубьев у вершины. В СССР разработан удобный способ учёта этих условий т. н. блокирующими контурами - кривыми, построенными в координатахx
1
и x
2
.
Эти графики отражают указанные ограничения и образуют замкнутый контур, очерчивающий зону допустимых сочетаний x 1 и x
2
. Для каждого сочетания чисел зубьев колёс (Z
1
и Z
2
) строится свой блокирующий контур. Если к передаче не предъявляется особых требований, то x
1
и x
2
в зоне допускаемых значений выбирают по общим рекомендациям, учитывающим улучшение всех свойств зацепления (т. н. универсальные системы К. з. к.). При наличии специальных требований к передаче (например, высокая прочность зубьев на излом и т.п.) x
1
и x
2
выбирают из условия наиболее полного удовлетворения этих требований (специальные системы К. з. к.). Заключение
Зубчатые передачи являются наиболее рациональным и распространенным видом механических передач. Их применяют для передачи мощностей - от ничтожно малых до десятков тысяч кВт, для передачи окружных усилий от долей грамма до 10 Мн (1000mc).Основные достоинства зубчатых передач: значительно меньшие габариты, чем у других передач; высокий кпд (потери в точных, хорошо смазываемых передачах 1-2%, в особо благоприятных условиях 0,5%); большая долговечность и надежность; отсутствие проскальзывания; малые нагрузки на валы. К недостаткам зубчатых передач можно отнести шум при работе и необходимость точного изготовления. Простейшая зубчатая передача состоит из двух колес с зубьями, посредство которых они сцепляются между собой. Вращение ведущего зубчатого колеса преобразуется во вращение ведомого колеса путем нажатия зубьев первого на зубья второго. Меньшее зубчатое колесо передачи называется шестерней, большее - колесом. Список использованной литературы
1. Иванов М.Н. Детали машин: учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. М.: Высш. шк., 1991. - 383 с. 2. Гузенков П.Г. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1982. - 504 с. 3. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Детали машин. - М.: Высшая школа, 1984 г. - 310 c. 4. Г.И. Рощин, Е.А. Самойлов, Н.А. Алексеева. Детали машин и основы конструирования: учеб. для вузов /под ред. Г.И. Рощинн и Е.А. Самойлова. - М.: Дрофа, 2006. -415 с. Размещено на Allbest.ru Классификация зубчатых передач по эксплуатационному назначению. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач. Методы и средства контроля зубчатых колес и передач. Приборы для контроля цилиндрических зубчатых колес, прикладные методы их применения. реферат , добавлен 26.11.2009 Зубчатые механизмы, в которых движение между звеньями передается последовательным зацеплением зубьев. Классификация зубчатых передач. Элементы теории зацепления передачи. Геометрический расчет эвольвентных прямозубых передач. Конструкции зубчатых колес. презентация , добавлен 24.02.2014 Виды зубчатых передач. Параметры цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления. Виды разрушения зубьев. Критерии расчета зубчатых передач. Выбор материалов зубчатых колес и способов термообработки. Допускаемые напряжения при пиковых нагрузках. курс лекций , добавлен 15.04.2011 Параметры цилиндрических косозубых колес. Конструкции и материалы зубчатых колес, их размеры и форма. Конические зубчатые передачи и ее геометрический расчет. Конструкция и расчет червячных передач. Основные достоинства и недостатки червячных передач. реферат , добавлен 18.01.2009 Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса. реферат , добавлен 17.01.2012 Принцип зубофрезерования цилиндрических колес червячной фрезой. Методы и основные способы нарезания зубьев. Инструмент для нарезания цилиндрических зубчатых колес. Зажимные приспособления, зубофрезерные станки и их основные технические характеристики. курсовая работа , добавлен 14.01.2011 Требования предъявляемые зубьям шестерен. Термическая обработка заготовок. Контроль качества цементованных деталей. Деформация зубчатых колес при термической обработке. Методы и средства контроля зубчатых колес. Поточная толкательная печь для цементации. курсовая работа , добавлен 10.01.2016 Классификация зубчатых колес по форме профиля зубьев, их типу, взаимному расположению осей валов. Основные элементі зубчатого колеса. Расчет основных геометрических параметров цилиндрической зубчатой передачи. Измерение диаметра вершин зубьев колеса. презентация , добавлен 20.05.2015 Расширение технологических возможностей методов обработки зубчатых колес. Методы обработки лезвийным инструментом. Преимущества зубчатых передач - точность параметров, качество рабочих поверхностей зубьев и механических свойств материала зубчатых колес. курсовая работа , добавлен 23.02.2009 Конструкция, износ, ремонт и замена зубчатых колес. Методы скоростного ремонта зубчатых передач. Цилиндрическая, винтовая, коническая зубчатая передача. Открытые и закрытые передачи, смазка шестерен редуктора. Методы скоростного ремонта путем замены. Зубчатая передача
механизм, состоящий из колёс с зубьями, которые сцепляются между собой и передают вращательное движение, обычно преобразуя угловые скорости и крутящие моменты. З. п, разделяют по взаимному расположению осей на передачи (рис. 1
): с параллельными осями - цилиндрические; с пересекающимися осями - конические, а также редко применяемые цилиндро-конические и плоско-цилиндрические; с перекрещивающимися осями - зубчато-винтовые (червячные, гипоидные и винтовые). Частным случаем З. п. является зубчато-реечная передача, преобразующая вращательное движение в поступательное или наоборот. В большинстве машин и механизмов применяют З. п. с внешним зацеплением, т. е. с зубчатыми колёсами, имеющими зубья на внешней поверхности, реже - с внутренним зацеплением, при котором на одном колесе зубья нарезаны на внутренней поверхности. Зубчатые колёса выполняют: с прямыми зубьями для работ при невысоких и средних скоростях в открытых передачах и в коробках скоростей; с косыми зубьями для использования в ответственных передачах при средних и высоких скоростях (свыше 30% всех цилиндрических зубчатых колёс); с шевронными зубьями для передачи больших моментов и мощностей в тяжёлых машинах; с круговыми зубьями - во всех ответственных конических З. п. Как правило, в машинах и механизмах применяют З. п. с постоянным передаточным числом (См. Передаточное число) где w
1 , z
1 и w
2 , z
2 - угловая скорость и число зубьев соответственно быстроходного и тихоходного зубчатых колёс. З. п. с переменным передаточным числом осуществляют некруглыми цилиндрическими колёсами, которые ведомому элементу сообщают заданную плавно изменяющуюся скорость при постоянной скорости ведущего. Такие З. п. применяют редко. Передаточное число одной пары колёс в редукторах обычно до 7, в коробках скоростей - до 4, в приводах столов станков -до 20 и более. Окружные скорости для высокоточных прямозубых З. п. - до 15 м/сек,
для косозубых - до 30 м/сек,
в быстроходных передачах скорости достигают 100 м/сек
и более. З. п. являются наиболее рациональным и распространённым видом механических передач. Их применяют для передачи мощностей - от ничтожно малых до десятков тысяч квт,
для передачи окружных усилий от долей грамма до 10 Мн
(1000 mc
).
Основные достоинства З. п.: значительно меньшие габариты, чем у др. передач; высокий кпд (потери в точных, хорошо смазываемых передачах 1-2%, в особо благоприятных условиях 0,5%); большая долговечность и надёжность; отсутствие проскальзывания; малые нагрузки на валы. К недостаткам З. п. можно отнести шум при работе и необходимость точного изготовления. Зубчатые колёса находятся в т. н. зубчатом зацеплении, основной кинематической характеристикой которого является постоянство мгновенного передаточного отношения при непрерывном контакте зубьев. При этом общая нормаль (линия зацепления) к профилям зубчатых колёс в любой точке их касания должна проходить через полюс зацепления (рис. 2
). В цилиндрических передачах полюсом зацепления является точка касания начальных окружностей зубчатых колёс, т. е. окружностей, которые катятся друг по другу без скольжения. Диаметры начальных окружностей d
1 и d
2 можно определить из соотношений:
где А -
межосевое расстояние (расстояние между осями колёс). Указанному условию удовлетворяют многие кривые, в частности эвольвенты, которые наиболее выгодны для профилирования зубьев с точки зрения сочетания эксплуатационных и технологических свойств, поэтому Эвольвентное зацепление получило преимущественное применение в машиностроении. Колёса с эвольвентным профилем могут быть нарезаны одним инструментом, независимо от числа зубьев и так, чтобы каждое эвольвентное колесо могло входить в зацепление с колёсами, имеющими любое число зубьев. Профиль зубьев инструмента может быть прямолинейным, удобным для изготовления и контроля. Эвольвентное зацепление мало чувствительно к отклонениям межосевого расстояния. Контакт профилей зубьев происходит в точках линии зацепления, проходящей через полюс зацепления касательно к основным окружностям с диаметрами d
01 = d
1 cos α и d
02 = d
1 cos α, где α - угол зацепления. Основной размерный параметр эвольвентных и др. зубчатых зацеплений - модуль m,
равный отношению диаметра делительной окружности зубчатого колеса d д
к числу зубьев z.
Для некорригированных эвольвентных зацеплений (см. Корригирование зубчатых колёс) начальные и делительные окружности совпадают: d
1 = d
д1 = mz
1 и d
2 = d
д2 = mz
2 . Профиль т. н. производящей рейки при образовании зубчатого колеса очерчивается по исходному контуру основной рейки (рис. 3
), которая получается при увеличении числа зубьев нормального эвольвентного зубчатого колеса до бесконечности. Зубья производящей рейки имеют увеличенную высоту h
= (h’
+ h’’
)
для образования радиального зазора в зацеплении (c o m
),
толщину по делительной окружности s,
радиус закругления r i ,
шаг зацепления t,
угол зацепления α д. В косозубых колёсах исходный контур принимают в сечении, нормальном к линии зуба. В конической З. п. (рис. 4
) начальные цилиндры заменяются начальными конусами 1
и 2
. Профили зубьев приближённо рассматриваются как линии пересечения боковых поверхностей зубьев с дополнительными конусами 3
и 4,
соосными начальным, но с образующими, перпендикулярными образующим начальных конусов. Модуль, начальные и делительные окружности измеряют на внешнем дополнительном конусе. Для удобства профилирования зубьев дополнительные конусы развертывают на плоскость 5
и 6.
Эвольвентное зацепление может быть улучшено корригированием. Кроме эвольвентного зацепления, в часовых механизмах и некоторых др. приборах применяют циклоидальное зацепление, работающее с меньшими потерями на трение и позволяющее применять зубчатые колёса с малым числом зубьев, но не обладающее указанными достоинствами эвольвентного зацепления. В тяжёлых машинах наряду с эвольвентными передачами применяют круговинтовые передачи (рис. 5
), предложенные в 50-х гг. 20 в. М. Л. Новиковым. Профили зубьев колёс в зацеплении Новикова очерчиваются дугами окружностей. Выпуклые зубья одного зубчатого колеса (обычно малого) контактируют с вогнутыми зубьями другого. Начальное касание (без нагрузки) происходит в точке. В передаче Новикова зубчатые колёса косозубые. Точки контакта зубьев перемещаются не по высоте зубьев, а только в осевом направлении, т. о. линия зацепления параллельна осям колёс. К достоинствам таких З. п. относятся: пониженные контактные напряжения, благоприятные условия для образования масляного клина, возможность применения колёс с малым числом зубьев и, следовательно, большие передаточные числа. Несущая способность передач Новикова по критерию контактной прочности существенно выше, чем эвольвентных. Для удовлетворительной работы З. п. необходима достаточная их точность. Для З. п. предусмотрено 12 степеней точности, выбираемых в зависимости от назначения и условий работы передачи. Основные причины выхода из строя З. п. - поломки зубьев, усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев, абразивный износ, заедание зубьев (наблюдаемое при разрушении масляной плёнки от больших давлений или высоких температур). Основными материалами для зубчатых колёс являются легированные стали, подвергаемые термической или химико-термической обработке: поверхностной закалке, преимущественно токами высокой частоты, объёмной закалке, цементации, нитроцементации, азотированию, цианированию. З. п. из сталей, улучшаемых термообработкой до нарезания зубьев, изготовляют при отсутствии жёстких требований к их габаритам, чаще всего в условиях мелкосерийного и индивидуального производства. При особых требованиях к бесшумности и малых нагрузках одно из зубчатых колёс делают из пластмассы (текстолита, капролона, древеснослоистых пластиков, полиформальдегида), а сопряжённое - из стали. З. п. рассчитывают на прочность по напряжениям изгиба в опасном сечении у основания зубьев и по контактным напряжениям в полюсе зацепления. З. п. применяют в виде простых одноступенчатых передач и в виде различных сочетаний нескольких передач, встроенных в машины или выполненных в виде отдельных агрегатов. Широко используют З. п. для понижения угловых скоростей и повышения крутящих моментов в Редуктор ах. Редукторы выполняют обычно в самостоятельных корпусах одно-, двух- и трёхступенчатыми с передаточными числами соответственно 1,6-6,3; 8-40; 45-200. Наиболее распространены двухступенчатые редукторы (около 95%). Для получения различных частот вращения выходного вала при постоянной скорости приводного двигателя применяют коробки скоростей (См. Коробка скоростей). Возможности зубчатых механизмов расширяются с применением планетарных передач (См. Планетарная передача),
которые используются в качестве редукторов и дифференциальных механизмов (См. Дифференциальный механизм). Небольшие габариты и масса планетарных З. п. обусловливаются распределением нагрузки между несколькими совершающими планетарное движение зубчатыми колёсами (сателлитами) и применением внутреннего зацепления, обладающего повышенной несущей способностью. При переходе от простых передач к планетарным достигается уменьшение массы в 1,5-5 раз. Наименьшие относительные габариты имеют волновые передачи (См. Волновая передача),
обеспечивающие передачу больших нагрузок при высокой кинематической точности и жёсткости. Лит.:
Кудрявцев В. Н., Зубчатые передачи, М. - Л., 1957; Решетов Д. Н., Детали машин, М., 1963; Часовников Л. Д., Передачи зацеплением, М., 1969; Детали машин. Справочник, под ред. Н. С. Ачеркана, т. 3, М., 1969. Д. Н. Решетов.
Рис. 2. Образование эвольвентных профилей: NN - общая нормаль; Р - полюс зацепления; α - угол зацепления; ω 1 и ω 2 - угловые скорости; 1 и 2 - зубчатые колёса. Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия
.
1969-1978
.
Зубчатая передача
- Зубчатая передача. Зубчатые колеса: а прямозубые; б косозубые; в шевронные; г конические. ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, механизм для передачи вращательного движения между валами и изменения частоты вращения. Зубчатые передачи могут быть встроены в машину,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Передача с использованием зубчатого зацепления. Один из старейших способов передачи вращения между валами, широко применяемый и в настоящее время, особенно в тех случаях, когда требуются постоянные отношения частот вращения. Зубчатые колеса… … Энциклопедия Кольера
зубчатая передача
- передача Трехзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или поступательную пару. [ГОСТ 16530 83] Тематики передачи зубчатые Обобщающие термины понятия, относящиеся к… … Справочник технического переводчика
Трехзвенный механизм, в котором 2 подвижных звена являются зубчатыми колесами (или колесом и рейкой, червяком), образующими с неподвижным звеном (корпусом, стойкой) вращательную или поступательную пару. Различают зубчатые передачи цилиндрические … Большой Энциклопедический словарь
ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
- трёхзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колёсами (или колесом и рейкой, червяком), образующими с неподвижным звеном (корпусом, стойкой) вращательную или поступательную пару. Различают З. п. цилиндрические,… … Большая политехническая энциклопедия
Цилиндрическая зубчатая передача Зýбчатая передача это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. Назначение: передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные … Википедия
Механизм для передачи вращательного движения между валами и изменения частоты вращения, состоящий из зубчатых колёс (либо из зубчатого колеса и рейки) или из червяка и червячного колеса. Звенья простейшей одноступенчатой зубчатой передачи стойка … Энциклопедический словарь
Механизм для передачи вращат. движения между валами и изменения частоты вращения, состоящий из зубчатых колёс (либо из зубчатого колеса и рейки) или из червяка и червячного колеса. Простейшая одноступенчатая 3. п. состоит из стойки, ведущего и… … Большой энциклопедический политехнический словарь
зубчатая передача
- krumpliaratinė perdava statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. gear train; gear transmission; gearing vok. Zahnradübersetzung, f; Zahnradgetriebe, n; Zahnradtrieb, m rus. зубчатая передача, f pranc. commande par engrenages, f ryšiai:… … Automatikos terminų žodynas
зубчатая передача
- шестерня. шестеренка. зубчатка. зубчатое зацепление. зубчатая пара. червяк. червячная передача. гипоидная передача. глобоидная передача. планетарная передача. косозубый (# шестерня). шевронный (# колесо). зуборезный (# станок). зубодолбежный.… … Идеографический словарь русского языка
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Подобные документы
Смотреть что такое "Зубчатая передача" в других словарях: