Лекции "Детали Машин"

18.Конические зубчатые передачи.
Геометрия конического зацепления

de– внешний делительный диаметр
dae– внешний диаметр вершин зубьев
dfe– внешний диаметр впадин зубьевdm– среднийделительный деаметр
Rm– среднее конусное расстояние
Re– внешнее конусное расстояние
b –высота зуба  
h –ширина зуба
δ1,δ2 – углыначальных конусов
Конические передачи применяют, когда оси валов пересекаютсяпод прямым углом, профиль зубьев может быть эвольвентным или круговым:
–       
–       
Угол наклона зубьев на длительномдиаметре β=35˚
;  
Основные размеры зубчатыхколес.
1.   
de1 = me·z1 
      de2 = me·z2
2.   диаметрвершинзубьев
     da1= de1 + 2me·cosδ1
     da2= de2 + 2me· cosδ2
3.   
    
4.   
     Rm= Re – 0,5b
5.   
    
me – внешний торцевойокружной модуль
Для зубчатых колес с круговымзубом его обозначают, как mte.Округляются до стандартного числа.  
6.   
dm1 = m·z1
dm2 = m·z2
7.   
     ;
       передаточное число
 
 
19.Силы в зацепленииконических колес.

Fn – нормальная сила взацеплении
Fe – окружная сила
Fr – радиальная сила
Fa – осевая сила
При определении усилии взацеплении нагрузку распределенную по ширине зубчатого венца это заменяютсосредоточенной силой Fn     
    
Радиальная сила:

 
 
20.Червячные передачи
Червячная передача – это передача с перекрещивающимисяосями.
Состоит из винта червяка и червячного колеса
Преимущества:
1.Плавность и бесшумность работы
2.Возможность получения больших передаточных отношений(особенно вне силовых передач u=1000)
3.Возможность самоторможения передачи за счет сил трения вчервячной паре
Недостатки:
1.Низкий КПД
2.Значительное выделение тепла в зоне передач
3.Интенсивное изнашивание и склонность к заеданию
4.Необходимость применения для венцов червячных колесдорогих антифрикционных материалов
5. Повышенные требования к точности сборки
Применение:
При небольших и средних мощностях (50-150кВт)
При окружных скоростях до 25 м/с
Классификация червячных передач.
1.По форме внешней поверхностичервяка
а) цилиндрический
б) глобоидальный

Глобоидальные червяки сложнее визготовлении, имеют высокий КПД, более надежны и долговечны.
2.По расположению червяка различают сверхним, нижним и боковым расположением.

С нижним расположениемприменяется при
3.По числу витков червяка
Резьба червяка может быть одно и многозаходной,правой и левой.
 z1=1,2,4(с кол-вом витков)
4.По профилю резьбы
В зависимости от способанарезания червяка:
a)   ;
б) конвалютный червяк;
в)эвольвентный червяк;
г)спираидальный червяк;
д)тороидальный червяк.Изготовление червяков
Червяки могут быть нарезаны на
токарно-винторезном станке

или модульной фрезой.

Червячные колеса чаще всего нарезают червячными фрезами сболее высоким профилем и острыми кромками.
21.Геометрия червячных передач

  — угол профиля червякаравен 20˚
 Шаг резьбы червяка связан с числом заходов поформуле

где z1-число заходов
 
Уголподъема винтовой линии червяка на делительной окружности:
q-коэффициентделительного диаметра
d1=m·q, где d1-делительныйдиаметр
1.Делительныйдиаметр
d1=q·m
d2=m·z2
2.da1=d1+zm=m(q+2)
  da2=d2+2m=m(z2+2)
3.df1=d1-2,4m=m(q-2,4)
  df2=d2-2,4m=m(z2-2,4)
4.aω=2)
5.Ширинанарезанной части червяка
при z1=1;2
       b1≥(11+0,06·z2)m+Δ
при z1=3;4
           b1≥(12+0,09·z2)m+Δ
при m
      m=10…16    Δ=35…40мм
      m>16           Δ=45…50мм
6.Ширина венца колеса
z1=1;2;3       b2≤0,75·da1
z2=4             b2≤0,67·da1
 
     7.Условныйугол обхвата червячного колеса на диаметре d’=da1-0,5m

     8.Наибольшийдиаметр червячного колеса
;
     9.Передаточное отношение
;

Т.к. углы подъема винтовой линии червяка равны 5-15˚, то в червячных передачах при тех жегабаритах, как и цилиндрических передаточное число больше в 6-12 раз.

22.Скольжение в червячных передачах.
Во время работы червячной передачи витки червяка скользят позубьям червячного колеса, причем скорость скольжения направлена по касательнойк винтовой линии червяка.

-окружная скоростьчервяка
-окружная скоростьчервячного колеса
      -скорость скольжения

Из соотношения видно, что  большое скольжение вчервячных передачах приводит к быстрому изнашиванию зубьев червячного колеса,увеличивает склонность передачи к заеданию для предотвращения заедания передачивенцы червячных колес изготавливают из антифрикционных материалов.
 
23.Усилия в зацеплениичервячных передач
 
;
(направление данных сил такое же как в коническихпередачах)
Т.к. осевая сила на червякеможет иметь большие значения, а вал червяка имеет небольшой диаметр, то опоручервяка воспринимающую осевую силу достаточно часто конструируют из двухподшипников.
Формула проектного расчета:
      kн=1
     kн=1,1…1,4
24.Зубчатые редукторы.
Зубчатый редуктор– механизм предназначенный для понижения угловых скоростей и увеличениякрутящих моментов, обычно выполняется в виде отдельных агрегатов и передаетмощность от двигателя к машине при u£6,3
применяют одноступенчатыецилиндрические редукторы.

u=
Редуктор состоит изкорпуса литого чугунного или сварного стального, в котором расположены элементыпередачи.
Наибольшеераспространение получили двухступенчатые редукторы с передаточным числом от 8до 40.
Двухступенчатыйцилиндрический редуктор по развернутой схеме.

uобщ = uБ·uт=
                                    
Преимущества:
Передача большихмоментов, относительная простота конструкции.
Недостатки:
Из-за несимметричногорасположения зубчатых колес на валах редуктора имеет место повышенная неравномерностьраспределения нагрузки по длине зуба
Для улучшения условийработы зубчатых колес применяются редукторы с раздвоенной ступенью.

up = uБ·uт
up = 8…40
Недостаток:увеличение габаритов и металлоемкости.
Преимущество:передает большие моменты, большие передаточные числа; равномерное распределениенагрузки на опоры валов.              
Соосная схема

u = 8…40
Преимущество:
Возможность передачимоментов на одной оси Б и Т валов. 
Недостаток:
Увеличение длиныпромежуточного вала за счет, чего увеличиваются изгибающие моменты.
При взаимноперпендикулярном расположении валов применяются конические редукторы.

u£6,3
Преимущество:
Возможность передачимоментов под прямым углом.
 
 В случае если необходимо передавать большиемоменты применяют коническо – цилиндрический редуктор.

Передаточные числаредукторов Б и Т  ступени Гостированы дляобеспечения минемального веса и габоритов редуктора; при этом должно  соблюдаться условие uБ>uт 
Форму корпуса и крышкиредуктора определяют по размерам колес и схеме редуктора.
Для увеличенияжесткости корпуса в местах передачи усилия от подшипников на корпуспредусматривают ребра жесткости или утолщения стенок.
Для возможности осмотразацепления зубчатых колес и заливки масла в крышке редуктора предусматриваютсмотровое окно.