Деталі машин

Фрикційна передача. Силові. кінематичні та геометричні параметри.

Основні геометричні параметри фрикційної передачі:

а - міжосьова відстань;

b - ширина катка;

d1 і d2 - діаметри валів ведучого і веденого котків (рис.5). Методика визначення діаметрів ковзанок D1, D2 і їх ширини, як від-носяться до параметрів фрикційного передачі, розглянута в цьому розділі. Діаметри валів d1 і d2 рассчіти-ють по відомим формулам курсу «Сопро-тивление матеріалів».

Рис.5. Геометричні параметри фрикційних передач

Якщо допустити, що у фрикційної передачі ковзання відсутня, то окружні швидкості ковзанок бу-дуть рівні, т. Е.. Для передачі, поки-занной на рис.1:

; .

Прирівнюючи праві частини рівностей, по-лучім або. Звідси

,

де - передавальне число.

Насправді ковзання між катками є, т. Е.. Величина ковзання оцінюється коефіцієнтом ковзання; = 0,005 ÷ 0,03 (тут - теоретична кутова швидкість).

Передавальне відношення фрикційної передачі з урахуванням ковзання

Для передачі руху між валами з пересічними осями використовують конічну фрикційну передачу. Кут Σ між осями валів зазвичай становить 90 0. У цьому випадку передавальне відношення без урахування ковзання

.

ККД фрикційних передач залежить від наступних втрат:

- пов'язаних з використанням котків, що мають форми, не дозволяю-щие їм перекочуватися один за іншим без прослизання; це чітко видно, наприклад, в передачі з клиновими катками (див. рис. 2.2) і лобовий передачі (див. рис. 2.11);

- прослизання, обумовленого масляною плівкою на робочих по-верхностях і т. д .;

- тертя кочення, викликаного деформацією поверхонь ковзанок в зоні контакту;

- в підшипниках. Втрати в підшипниках залежать від величини навантаження на вали, яка визначається притискним зусиллям F.

ККД фрикційної передачі визначають за формулою

де - сума відносних втрат.

Для закритих фрикційних передач = 0,88 - 0,93, для відкритих = 0,68 - 0,86

Зубчасті передачі. Область застосування, класифікація. Гідності й недоліки.

Зубчаста передача - це механізм або частина механізму, до складу якого входять зубчасті колеса.

передача обертального руху між валами. які можуть мати паралельні, пересічні і перехресні осі.

перетворення обертального руху в поступальний і навпаки.

При цьому зусилля від одного елемента до іншого передається за допомогою зубів. Зубчасте колесо передачі з

меншим числом зубів називається шестернею, друге колесо з великим числом зубів називається колесом.

Пара зубчастих коліс мають однакове число зубів в цьому випадку провідне зубчасте колесо називається шестернею, а ведене - колесом.

Переважне поширення набули передачі з зубами евольвентного профілю, які виготовляються масовим методом обкатки на зубофрезерних або зубодовбальних верстатах. Гідність евольвентного зачеплення полягає в тому, що воно мало чутливий до коливання міжцентрової відстані.

Інші види зачеплення застосовуються поки обмежено. Так, циклоїдальних зачеплення, при якому можлива робота шестерень з дуже малим числом зубів (2-3), не може бути, на жаль, виготовлено сучасним високопродуктивним методом обкатки, тому шестерні цього зачеплення трудомісткі у виготовленні і дороги; нове просторове зачеплення Новікова поки ще не отримало масового поширення, внаслідок великої чутливості до коливань межцентро-вого відстані.

Прямозубиє колеса (близько 70%) застосовують при невисоких і середніх швидкостях, коли динамічні навантаження від неточності виготовлення невеликі, в планетарних, відкритих передачах, а також при необхідності осьового переміщення коліс.

Косозубі колеса (більше 30%) мають велику плавність ходу і застосовуються для відповідальних механізмів при середніх і високих швидкостях.

Шевронні колеса мають гідності косозубих коліс плюс врівноважені осьові сили і використовуються в високонавантажених передачах.

Колеса внутрішнього зачеплення обертаються в однакових напрямках і застосовуються зазвичай в планетарних передачах.

Тут і далі індекси 1 і 2 розставлені в порядку передачі механічної енергії 1 провідне (шестерня), 2 ведене (колесо). З огляду на, що в зачеплення входять колеса з однаковим модулем (ГОСТ 9563-60), можна задавшись числом зубів шестерні Z1 знайти число зубів колеса

Передавальне число U обмежена габаритами зубчастої передачі.

Його рекомендується приймати в діапазоні від 2 до 6. Нормальний ряд значень U стандартизований в ГОСТ 2185-66.

Класифікація

За формою профілю зубів:

кругові (передача Новікова);

По взаємному розташуванню осей валів:

з паралельними осями (циліндричні передачі з прямими, косими і шевронними зубами);

з пересічними осями (конічні передачі);

з перехресними осями.

За формою початкових поверхонь:

По окружній швидкості коліс:

За ступенем захищеності:

За відносним обертанню коліс і розташуванню зубів:

внутрішнє зачеплення (обертання коліс в одному напрямку);

зовнішнє зачеплення (обертання коліс в протилежному напрямку).

- Постійне передавальне відношення

- Велика несуча здатність при порівняно малих габаритних розмірів і маси.

- Робота в великому діапазоні режимів навантаження

- Високі вимоги до точності виготовлення коліс і збірки передач.

- Необхідність підвищеної стійкості корпусів, валів, і опор.

Зубчасті передачі. Методи виготовлення зубчастих коліс.

Лиття (діаметром більше 600мм)

Ковані або штамповані (до 600 мм)

В даний час є найбільш технологічним, а тому і найпоширенішим способом виготовлення зубчастих коліс. При виготовленні зубчастих коліс можуть застосовуватися такі інструменти, як гребінка, черв'ячна фреза і долбяк.

- Метод копіювання (метод поділу)

Дискової або палацовий фрезою нарізається одна западина зубчастого колеса. Ріжуча кромка інструменту має форму цієї западини. Після нарізування однієї западини заготівля повертається на один кутовий крок за допомогою ділильної пристрою, операція різання повторюється.

Метод застосовувався на початку XX століття. Недолік методу полягає в низькій точності: западини виготовленого таким методом колеса сильно відрізняються один від одного.

Зубчасті передачі. Геометричні параметри.

Циліндричні зубчасті передачі:

Кількість зубів шестерні -

Число зубів колеса -

Кут нахилу лінії зуба - (- для прямозубих коліс, - для косозубих коліс, - для шевронних коліс)

Розрахункові геометріческіезавісімості

а) прямозубиє і косозубиє циліндричні шестерні

а) передавальне відношення:

б) ділильні діаметри шестерні:

Dд = mZ - для прямозубих

Dд = ms Z = - для косозубих

m =; ms =; ts =; ms =.

г) міжцентрову відстань:

- по дузі; f0 - коефіцієнт висоти зуба.

Тут: t і m - нормальний крок і модуль; ts і ms - торцевої крок і модуль;  - кут спіралі зуба.

Ряд найбільш поширених стандартних модулів:

1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6; 7; 8; 10; 12.

Стандартний кут зачеплення  - 20 °. Для безшумної і плавної роботи косозубих шестерень необхідно перекриття зубів: наступний зуб повинен входити в зацеп-ня раніше, ніж вийде з зачеплення попередній.

Зубчасті передачі. Види руйнувань зубчастих коліс. Коригування зубчастих коліс.

Види пошкоджень поверхні зубів

Види пошкодження зубчастих передач
1. Поломка зуба. Через розвиток втомних тріщин. Найбільш часто у відкритих передач. Розрахунок на вигин; збільшення модуля, зниження концентрації напружень.
2. Викришування зуба. Закриті передачі. Розрахунок на контактну міцність.
3. Знос зуба. Підвищення твердості.
4. Заїдання (черв'ячні, гіпоїдні конічні). Мастило, хіміко-терм. обробка.
Найбільш поширений розрахунок на контактну втому, так як він в якійсь мірі попереджає і інші руйнування зубів.

Корекція зубів шестерень

З метою зменшення габаритів і ваги машин бажано у малих шестерень число зубів робити мінімальним, проте цьому перешкоджає підріз ніжки зуба, який для евольвентного двадцятиградусний зачеплення має місце при Z  17 зубів. Вводячи корекцію (теоретичне виправлення профілю), можна зменшити Zmin до 14 зубів і навіть менше.

1. Кутова корекція (Фау-корекція) полягає в зміщенні профілю зубів малої шестерні в плюс (від центру) на величину:

де  - коефіцієнт корекції.

При цьому збільшується на величину V міжцентрову відстань, а також кут зачеплення, так як при розсуненні центрів розсуваються відповідно і основні окружності, до яких дотична лінія зачеплення.

2. Висотна корекція (Фау-нуль-корекція), при якій профіль зубів малої шестерні зміщується в плюс (+ V), а профіль зубів колеса на стільки ж - в мінус (-V). При цьому міжцентрову відстань і кут зачеплення не змінюються, змінюються лише відносна висота головки і ніжки зубів.

Виготовлення коригувати шестерень не представляє ніяких труднощів.

ККД зубчастих передач

Для закритих передач в середньому:

Для відкритих передач:

Ці цифри включають також втрати в опорах кочення, які невеликі і становлять від 0,25 до 0,5% на опору при надійної мастилі.