18.Конические зубчатые передачи.

Геометрия конического зацепления
[pic] de – внешний делительный диаметр dae – внешний диаметр вершин зубьев dfe – внешний диаметр впадин зубьев

dm – средний делительный деаметр

Rm – среднее конусное расстояние
Re – внешнее конусное расстояние b – высота зуба h – ширина зуба
?1, ?2 – углы начальных конусов
Конические передачи применяют, когда оси валов пересекаются под прямым углом, профиль зубьев может быть эвольвентным или круговым:
- Прямозубые передачи применяются при окружных скоростях до 5 м/с
- Передача с круговыми зубьями обладает большой нагрузочной способностью, обеспечивает плавное зацепление и менее шумное в работе. Более технологичны в изготовлении.
Угол наклона зубьев на длительном диаметре ?=35?
[pic];

Основные размеры зубчатых колес.
1. Внешний делительный диаметр de1 = me·z1 de2 = me·z2

2. Внешний диаметр вершин зубьев da1 = de1 + 2me·cos?1 da2 = de2 + 2me· cos?2
3. Внешнее конусное расстояние

[pic]
4. Среднее конусное расстояние

Rm = Re – 0,5b
5. Средний окружной модуль

[pic], где me – внешний торцевой окружной модуль
Для зубчатых колес с круговым зубом его обозначают, как mte. Округляются до стандартного числа.
6. Средний делительный диаметр dm1 = m·z1 dm2 = m·z2
7. Передаточное отклонение передачи

[pic];

[pic]; – передаточное число

19.Силы в зацеплении конических колес.
[pic]

Fn – нормальная сила в зацеплении
Fe – окружная сила
Fr – радиальная сила
Fa – осевая сила
При определении усилии в зацеплении нагрузку распределенную по ширине зубчатого венца это заменяют сосредоточенной силой Fn

[pic]
Радиальная сила:
[pic]
[pic]
[pic][pic]

20.Червячные передачи
Червячная передача – это передача с перекрещивающимися осями.
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 в червячной 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 колес дорогих 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 поверхности червяка а) цилиндрический б) глобоидальный

[pic]

Глобоидальные червяки сложнее в изготовлении, имеют высокий КПД, более надежны и долговечны.

2.По расположению червяка различают с верхним, нижним и боковым расположением.

[pic]

С нижним расположением применяется при [pic]м/с (это обусловлено тем, что при большей скорости масло будет вытекать, пенится и не поступать в трущиеся пары)

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 способа нарезания червяка: a) архимедов червяк; б) конвалютный червяк; в)эвольвентный червяк; г)спираидальный червяк; д)тороидальный червяк.

Изготовление червяков

Червяки могут быть нарезаны на токарно-винторезном станке
[pic] или модульной фрезой.
[pic]
Червячные колеса чаще всего нарезают червячными фрезами с более высоким профилем и острыми кромками.

21.Геометрия червячных передач

[pic]

[pic] - угол профиля червяка равен 20?

Шаг резьбы червяка связан с числом заходов по формуле

[pic], где z1-число заходов

Угол подъема винтовой линии червяка на делительной окружности:

[pic], где q-коэффициент делительного диаметра d1=m·q , где d1-делительный диаметр

1.Делительный диаметр 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.a?=[pic]m(q+z2)

5.Ширина нарезанной части червяка при z1=1;2 b1?(11+0,06·z2)m+? при z1=3;4 b1?(12+0,09·z2)m+? при m16 ?=45…50мм

6.Ширина венца колеса z1=1;2;3 b2?0,75·da1 z2=4 b2?0,67·da1

7.Условный угол обхвата червячного колеса на диаметре d'=da1-0,5m
[pic]

8.Наибольший диаметр червячного колеса
[pic];

9.Передаточное отношение
[pic];
[pic];
[pic]
Т.к. углы подъема винтовой линии червяка равны 5-15?, то в червячных передачах при тех же габаритах, как и цилиндрических передаточное число больше в 6-12 раз.
[pic]

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

[pic]

[pic] -окружная скорость червяка

[pic] -окружная скорость червячного колеса

[pic] -скорость скольжения
[pic]
[pic]; (находится по формуле, через угол наклона по винтовой линии)
[pic]

Из соотношения видно, что [pic] большое скольжение в червячных передачах приводит к быстрому изнашиванию зубьев червячного колеса, увеличивает склонность передачи к заеданию для предотвращения заедания передачи венцы червячных колес изготавливают из антифрикционных материалов.

23.Усилия в зацеплении червячных передач
[pic];
[pic];
[pic](направление данных сил такое же как в конических передачах)

Т.к. осевая сила на червяке может иметь большие значения, а вал червяка имеет небольшой диаметр, то опору червяка воспринимающую осевую силу достаточно часто конструируют из двух подшипников.

Формула проектного расчета:
[pic] kн=1
[pic] kн=1,1…1,4
[pic]

24.Зубчатые редукторы.

Зубчатый редуктор – механизм предназначенный для понижения угловых скоростей и увеличения крутящих моментов, обычно выполняется в виде отдельных агрегатов и передает мощность от двигателя к машине при u(6,3 применяют одноступенчатые цилиндрические редукторы.
[pic] u=[pic]
Редуктор состоит из корпуса литого чугунного или сварного стального, в котором расположены элементы передачи.
Наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы с передаточным числом от 8 до 40.

Двухступенчатый цилиндрический редуктор по развернутой схеме.
[pic]

uобщ = uБ·uт=[pic]

Преимущества:
Передача больших моментов, относительная простота конструкции.
Недостатки:
Из-за несимметричного расположения зубчатых колес на валах редуктора имеет место повышенная неравномерность распределения нагрузки по длине зуба

Для улучшения условий работы зубчатых колес применяются редукторы с раздвоенной ступенью.
[pic] up = uБ·uт up = 8...40

Недостаток: увеличение габаритов и металлоемкости.
Преимущество: передает большие моменты, большие передаточные числа; равномерное распределение нагрузки на опоры валов.

Соосная схема
[pic] u = 8...40

Преимущество:
Возможность передачи моментов на одной оси Б и Т валов.
Недостаток:
Увеличение длины промежуточного вала за счет, чего увеличиваются изгибающие моменты.

При взаимно перпендикулярном расположении валов применяются конические редукторы.
[pic] u(6,3

Преимущество:
Возможность передачи моментов под прямым углом.

В случае если необходимо передавать большие моменты применяют коническо – цилиндрический редуктор.
[pic]
Передаточные числа редукторов Б и Т ступени Гостированы для обеспечения минемального веса и габоритов редуктора; при этом должно соблюдаться условие uБ>uт
Форму корпуса и крышки редуктора определяют по размерам колес и схеме редуктора.
Для увеличения жесткости корпуса в местах передачи усилия от подшипников на корпус предусматривают ребра жесткости или утолщения стенок.
Для возможности осмотра зацепления зубчатых колес и заливки масла в крышке редуктора предусматривают смотровое окно.