Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин




НазваниеШейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин
страница4/14
Дата05.05.2013
Размер1.64 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Особенности геометрии и условий работы косозубых зубчатых передач. Зубья косозубых цилиндрических колес нарезают тем же инструментом, что и прямозубых. Ось червячной фрезы составляет с торцовой плоскостью колеса угол в (рис. 38). При нарезании фрезу перемещают по направлению зубьев колеса. Поэтому в нормальной к направлению зуба плоскости все его размеры ЁC стандартные.

Рисунок 38 ЁC Особенности косозубых колес

У пары сопряженных косозубых колес с внешним зацеплением углы в наклона линий зубьев равны, но противоположны по направлению. Если не предъявляют специальных требований, то колеса нарезают с правым направлением зуба, а шестерни ЎЄ с левым.

У косозубого колеса (рис. 38) расстояние между зубьями можно измерить в торцовом, или окружном, (t ЁC t) и нормальном (п ЁC п) направлениях. В первом случае получают окружной шаг рµ §, во втором ЁC нормальный шаг р. Различны в этих направлениях и модули зацепления:

µ §, (54)

где тµ § и тµ §ЁC окружной и нормальный модули зубьев.

Согласно рис. 38:

µ §, (55)

Следовательно:

µ §, (56)

где в ЁC угол наклона зуба на делительном цилиндре.

Нормальный модуль должен соответствовать стандарту.

В торцовой плоскости t ЎЄ t косозубое колесо можно рассматривать как прямозубое с модулем т, и углом зацепления µ §:

µ §, (57)

Для колеса без смещения делительный d и начальный dw диаметры

µ §, (58)

Помимо торцового перекрытия в косозубых передачах обеспечено и осевое перекрытие. Коэффициент осевого перекрытия:

µ §, (59)

где рх ЁC осевой шаг, равный расстоянию между одноименными точками двух смежных зубьев, измеренному в направлении оси зубчатого колеса (рис. 38).

Контактные напряжения при прочих равных условиях в косозубом зацеплении меньше по значению, чем в прямозубом.

Понятие об эквивалентном колесе. Как отмечалось, профиль косого зуба в нормальном сечении п ЁC п (рис. 38) совпадает с профилем прямозубого колеса. Расчет косозубых колес ведут, используя параметры эквивалентного прямозубого колеса: тµ § ЁC модуль; zvЁC число зубьев.

Профиль зуба в этом сечении совпадает с профилем условного прямозубого колеса, называемого эквивалентным, (рис. 39) делительный диаметр dv которого dv = mnzv.

Рисунок 39 ЁC Поперечное сечение косозубого колеса

Эквивалентное число зубьев:

µ §, (60)

где z ЁC действительное число зубьев косозубого колеса.

С увеличением угла в наклона линии зуба эквивалентные параметры возрастают, способствуя повышению прочности передачи.

Конические зубчатые передачи передают механическую энергию между валами с пересекающимися осями. Обычно У = 90° (рис. 40,а). Зацепление конических зубчатых колес можно рассматривать как качение делительных круговых конусов шестерни и колеса. Основные характеристики: углы делительных конусов д1 и д 2, внешнее конусное расстояние Re.

Линии пересечения боковых поверхностей зубьев с делительной конической поверхностью называют линиями зубьев. В зависимости от формы линии зуба различают передачи с прямыми зубьями (рис. 40,б), у которых линии зубьев проходят через вершину делительного конуса, и с круговыми зубьями (рис. 40,в), линии зубьев которых являются дугами окружности d0.

Конические колеса с круговыми зубьями характеризуют наклоном линии зуба в среднем сечении по ширине зубчатого венца. Угол вn наклона ЎЄ острый угол между касательной в данной точке к линии зуба и образующей делительного конуса (рис. 40,в).

Разновидностью конических передач являются гипоидные передачи, у которых оси вращения зубчатых колес не пересекаются, а перекрещиваются.

Рисунок 40 ЁCКонические зубчатые передачи

Геометрия конических зубчатых передач представлена на рис.41.

Рисунок 41 ЁC Геометрия конических зубчатых колес

Конические зубчатые передачи необходимо регулировать, добиваясь совпадения вершин делительных конусов колес.

Угол У между осями зубчатых колес равен сумме углов делительных конусов (рис. 18.1):

µ §, (61)

Достоинство конических передач ЁC возможность передачи механической энергии между валами с пересекающимися осями.

Недостатками являются необходимость регулирования передачи (вершины делительных конусов должны совпадать), а также меньшая нагрузочная способность и большая сложность изготовления по сравнению с цилиндрическими передачами.

Внешние и внутренние торцы на конических зубчатых колесах формируют внешними и внутренними дополнительными конусами, образующие которых перпендикулярны образующей делительного конуса. Средний дополнительный конус расположен на равном расстоянии от внешнего и внутреннего дополнительных конусов.

Ширина b венца зубчатого колеса ограничена двумя дополнительными конусами ЁC внешним и внутренним.

Длину отрезка образующей делительного конуса от его вершины до внешнего торца называют внешним конусным расстоянием Re, до середины ширины зубчатого венца ЁC средним конусным расстоянием Rm (рис. 41).

Пересечения делительных конусов с дополнительными конусами определяют диаметры делительных окружностей конического зубчатого колеса. Различают внешний de, внутренний dµ §, средний dm делительные диаметры.

Передаточное число. Согласно рис. 41 передаточное число:

µ §, (62)

где de1, de2, dm1, dm2 и µ §, µ §ЁC соответственно внешние, средние делительные диаметры и углы делительных конусов шестерни и колеса.

Для конической прямозубой передачи рекомендуют и=2...3; при колесах с круговыми зубьями и до 6,3.

Осевая форма зуба. Зубья конических колес в зависимости от изменения размеров их нормальных сечений по длине выполняют трех осевых форм (рис. 42):

осевая форма IЁC нормально понижающиеся зубья (рис. 42,а). Вершины конусов делительного и впадин совпадают, высота ножки зуба пропорциональна конусному расстоянию. Применяют для прямых зубьев, а также ограниченно для круговых при т ЎЭ 2мм и

µ §, (63)


Рисунок 42 ЁC Осевые формы зуба

осевая форма IIЁC нормально сужающиеся зубья (рис. 42,б). Вершина конуса впадин расположена так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу пропорциональна конусному расстоянию. Эта форма обеспечивает оптимальную прочность на изгиб во всех сечениях, позволяет одним инструментом обрабатывать сразу обе поверхности зубьев колеса, что повышает производительность при нарезании зубчатых колес. Является основной для колес с круговыми зубьями. Применяют в массовом производстве;

осевая форма III ЁC равновысокие зубья (рис. 42,в). Образующие конусов делительного, впадин и вершин параллельны. Высота зубьев постоянна по всей длине. Применяют для неортогональных передач с межосевым углом У<40° и круговыми зубьями при

µ §, (64)

Основные геометрические соотношения. В конических зубчатых колесах с осевыми формами I и II высота зуба, а следовательно, и модуль зацепления увеличиваются от внутреннего к внешнему дополнительному конусу (рис. 41, 42). Для удобства измерения размеры конических колес принято определять по внешнему торцу зуба.

Максимальный модуль зубьев ЁC внешний окружной модуль тte ЁCполучают на внешнем торце колеса.

Ниже приведены основные геометрические соотношения для конических зубчатых передач (рис. 41).

Внешнее конусное расстояние:

µ §, (65)

Внешние делительные диаметры шестерни и колеса:

µ §, (66)

Ширина зубчатого венца:

µ §, (67)

Для большинства конических передач коэффициент ширины зубчатого венца µ §.

Тогда:

µ §, (68)

Среднее конусное расстояние:

µ §, (69)

Из условия подобия (рис. 18.1) следует:

µ §, (70)

Тогда средний делительный диаметр шестерни:

µ §, (71)

Модуль окружной в среднем сечении:

µ §, (72)

Модуль нормальный в среднем сечении для кругового зуба (µ §=35°):

µ §, (73)

Углы делительных конусов:

µ §, (74)

Рисунок 43 ЁC Эквивалентное колесо

Для конических зубчатых колес с прямыми зубьями в качестве расчетного принимают внешний окружной модуль mte, для конических зубчатых колес с круговыми зубьями ЁC средний нормальный модуль тп в середине зубчатого венца.

Эквивалентное колесо. Для прямозубой передачи профили зубьев конического колеса на среднем дополнительном конусе (рис. 43) близки к профилям зубьев цилиндрического прямозубого колеса с делительным диаметром dv.

Дополнив развертку среднего дополнительного конуса на плоскость (рис. 44) до полной окружности, получим эквивалентное цилиндрическое колесо с числом зубьев µ §и делительным диаметром:

µ §, (75)

Рисунок 44 ЁC Развертка среднего дополнительного конуса на плоскость

Эквивалентного числа зубьев:

µ §, (76)

т.е. фактическое коническое прямозубое колесо с числом зубьев z в прочностных расчетах можно заменить цилиндрическим с числом зубьев zv.

Для передачи с круговыми зубьями профили зубьев конического колеса в нормальном сечении близки к профилям зубьев эквивалентного цилиндрического прямозубого колеса. Эквивалентное число зубьев zvn получают двойным приведением: конического колеса к цилиндрическому и кругового зуба к прямому зубу:

µ §, (77)

Силы в коническом зубчатом зацеплении. В конической передаче местом приложения силы Fµ § действующей перпендикулярно поверхности зуба, считают сечение на середине ширины зубчатого венца. Для расчета валов и опор силу Fn удобно представить в виде составляющих: Ft, Fr и Fa.

Окружная сила Fµ § (H) на шестерне:

µ §, (78)

где Тµ § ЁC вращающий момент, Н‡м;

dmµ § ЁC средний делительный диаметр, мм.

В прямозубой передаче (рис. 45) для определения составляющих запишем промежуточное выражение (бw = 20° ЁC угол зацепления)

µ §, (79)

Радиальная сила на шестерне:

µ §, (80)

Осевая сила на шестерне:

µ §, (81)

Рисунок 45 ЁC Силы, действующие в зацеплении

Силы на колесе соответственно равны (рис. 46):

µ §, (82)

Рисунок 46 ЁC Осевые и радиальные силы

В передаче с круговым зубом во избежание заклинивания зубьев при значительных зазорах в подшипниках необходимо обеспечить направление осевой силы Fa1 на ведущей шестерне к основанию делительного конуса. Для этого направление вращения ведущей шестерни (если смотреть со стороны вершины делительного конуса) и направление наклона зубьев должны совпадать. По рис. 47 шестерня вращается против хода часовой стрелки, т.е. влево, и зуб шестерни левый.

Рисунок 47 ЁC Направление зуба шестерни

В передаче с круговым зубом при соблюдении этого условия:

радиальная сила на шестерне:

µ §, (83)

осевая сила на шестерне:

µ §, (84)

Такие же знаки в формулах будут при вращении по ходу часовой стрелки ведущей шестерни с правым зубом.

Силы на колесе соответственно равны: Fr2 = Fal; Fa2 = Frl.


Тема 12 Червячные передачи. (1 час)

План лекции:

1. Общие сведения

2. Геометрия и кинематика червячной передачи

3. Виды червячных передач

4. КПД червячной передачи

5. Силы в зацеплении


Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, оси которых перекрещиваются в пространстве. В большинстве случаев угол перекрещивания равен 90° (рис. 48). Ведущим является червяк 1, представляющий собой зубчатое колесо с малым числом (zl=1...4) зубьев (витков), похожее на винт с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой. Для увеличения длины контактных линий в зацеплении с червяком зубья червячного колеса 2 в осевом сечении имеют форму дуги.

Червячная передача ЁC это зубчато-винтовая передача, движение в которой преобразуется по принципу винтовой пары с присущим ей повышенным скольжением.

В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидным (б) червяком (рис. 48).

Качественные показатели глобоидной передачи выше, но она сложна в изготовлении, сборке и чувствительна к осевому смещению червяка, вызываемому, например, изнашиванием подшипников. На практике чаще всего применяют передачи с цилиндрическими червяками.

Рисунок 48 ЁC Червячные передачи с цилиндрическим и глобоидным червяком

Достоинства червячных передач.

Возможность получения большого передаточного числа и в одной ступени (до 80).

Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.

Плавность и бесшумность работы.

Возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей движение только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего вращению колес (например, под действием силы тяжести поднимаемого груза).

Возможность получения точных и малых перемещений.

Недостатки.

Сравнительно низкий КПД вследствие повышенного скольжения витков червяка по зубьям колеса и значительное в связи с этим выделение теплоты в зоне зацепления.

Необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов.

Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.

Необходимость регулирования зацепления (средняя плоскость венца червячного колеса должна совпадать с осью червяка).

Применение. Червячные передачи широко применяют в транспортных и подъемноЁCтранспортных машинах при небольших и средних мощностях (механизм подъема лифта, лебедки, тали, трансмиссии транспортных машин и др.), а также с целью получения малых и точных перемещений (делительные устройства станков, механизмы настройки, регулировки и др.).

Вследствие отмеченных недостатков нерационально применять червячные передачи в условиях непрерывного действия при мощностях более 30кВт. При работе в повторноЁCкратковременных режимах они могут оказаться эффективными и при больших мощностях.

Геометрия червячной передачи.

Виды червячных передач. Качество и работоспособность червячной передачи зависят от формы, твердости, шероховатости и точности изготовления винтовой поверхности витка червяка.

Различают линейчатые и нелинейчатые червяки в зависимости от того, могут или не могут винтовые поверхности витков червяка быть образованы прямой линией. Нарезание линейчатых винтовых поверхностей осуществляют на универсальных токарно-винторезных станках, когда прямолинейная кромка резца воспроизводит эвольвентную, конволютную или архимедову поверхность. Нелинейчатую винтовую поверхность получают дисковыми фрезами конусной или тороидальной формы.

В соответствии с этим червячные передачи бывают с эвольвентными, архимедовыми, конволютными и нелинейчатыми червяками. Получение того или иного вида винтовой поверхности у витков червяка зависит от способа нарезания.

Рисунок 49 ЁC Геометрия эвольвентного червяка

Эвольвентный червяк получают при установке прямолинейной кромки резца в плоскости, касательной к основному цилиндру с диаметром dµ § (рис. 49). Левую и правую стороны витка нарезают соответственно резцами 1 и 2 (см. также сечения ВЁCВ и БЁCБ). В торцовом сечении (сечении, перпендикулярном оси червяка) профиль витка червяка очерчен эвольвентой, в осевом сечении (АЁCА) ЁC криволинейный (выпуклый). Эвольвентный червяк представляет собой цилиндрическое косозубое колесо эвольвентного профиля с числом зубьев, равным числу витков червяка, и с большим углом наклона зубьев.

С целью получения высокой поверхностной твердости витков и повышения тем самым качественных показателей передачи применяют термическую обработку с последующим шлифованием рабочих поверхностей витков. Эвольвентные червяки могут быть с высокой точностью прошлифованы плоской поверхностью шлифовального круга.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Похожие:

Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине
Классификация деталей машин. Краткий исторический обзор развития конструкций деталей машин. Развитие теории деталей машин. Роль отечественных...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconЗадача курса «Деталей машин»
Задача курса «Деталей машин» дать необходимые знания для правильного выбора деталей машин, а также развить навыки конструирования...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconИ д етали машин – XXI век
Заведующие кафедрами, профессора и преподаватели общеинженерных дисциплин «Машиноведение и детали машин», «Основы проектирования...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconТехнология разработки программных продуктов курсовое проектирование методические указания Дмитров, 2006 Курсовое проектирование: Учебно
Специальность «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconПрограмма вступительного экзамена по специальности
Расчеты, проектирование, модернизация деталей, узлов механизмов машин и агрегатов, перерабатывающих пищевые материалы. Методы и методики...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин icon«Технология обслуживания и ремонта машин в апк» контрольные вопросы по дисциплине деталей машин и основы конструирования для госэкзамена. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин
Методы выбора допускаемых напряжений и запаса Требования, предъявляемые к деталям машин при их проектировании и конструировании
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconКурсовое проектирование по технологии машиностроения
Козлова Т. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения [Текст]: учеб пособие 2-е изд., перераб и доп. Екатеринбург: Изд-во...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconМетодические указания Алюминиевые сплавы в производстве деталей механизмов и машин
В методических указаниях рассматриваются технологические возможности использования алюминиевых сплавов при изготовлении деталей механизмов...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconА. О. Горленко упрочнение поверхностей трения деталей машин
Рассмотрены технология, оснастка, управляемый источник питания для электромеханической обработки поверхностей трения деталей машин...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconМетодические указания по выполнению курсового проекта дисциплине «Детали машин и основы конструирования» Для специальности: 190201 «Автомобиле и тракторостроение»
Кроме этого, курсовое проектирование предусматривает ознакомление с конструкциями и овладение навыками расчетов и конструирования...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница