Виды и принципы работы зубчатых передач

Зубчатые передачи. Механизм и виды зубчатых передач :

Виды и принципы работы зубчатых передач

Зубчатые передачи широко распространены и в промышленных агрегатах, и в бытовых приборах.

Они выступают промежуточным звеном между источником вращательно-поступательного движения и узлом, выступающим конечным потребителем этой энергии.

Причем передаваемая мощность может исчисляться как ничтожно малыми единицами (часовые механизмы и измерительные приборы), так и огромными усилиями (турбины электростанций).

Виды передачи движения

Двигатель, генерирующий энергию, и конечный агрегат, ее потребляющий, часто отличаются по таким характеристикам, как скорость вращения, мощность, угол приложения усилия.

Кроме того, один источник вращательной энергии может служить для приведения в действие сразу нескольких различных узлов или агрегатов.

Чтобы обеспечить доставку крутящего момента в таких условиях, необходимы промежуточные модули, которые бы передавали это усилие с минимальными потерями.

Если в результате такой раздачи или преобразования обороты ведущего вала становятся больше, чем у ведомого, то принято говорить о понижающей передаче.

В этом случае потеря скорости компенсируется увеличением нагрузки на ведомой оси и приростом мощности потребляющего узла. В случае, когда в конечном итоге наблюдается увеличение количества оборотов, такая передача будет повышающей.

Соответственно, это будет сопровождаться снижением усилия на ведомом валу.

Особенности зубчатого механизма

Ременная передача предполагает наличие между шкивами на связанных валах промежуточного звена – гибкого ремня. Зубчатый механизм от такого соединения отличается наличием на поверхности сопряженных деталей зубьев зацепления. По профилю и размеру они идентичны.

Головка зуба колеса входит в зацепление с повторяющей ее профиль впадиной на шестерне. При вращении ведущего вала ведомый проворачивается в противоположную сторону.

Между ними конструктивно предусмотрен минимально возможный зазор, обеспечивающий скольжение, тепловое расширение и смазку для недопущения заклинивания.

При этом ведущая часть парного механизма называется колесом, а ведомая – шестерней.

У ременной передачи плоскость зацепления ремня со шкивом составляет не менее трети длины окружности. В зубчатом механизме между ведущим колесом и ведомой шестерней под нагрузкой в постоянном контакте находится одна пара зубьев. Колеса и шестерни на валах обычно монтируются на шпоночном соединении.

Преимущества

Зубчатые передачи имеют широкое распространение. Они долговечны и надежны в работе при соблюдении допустимых уровней нагрузок и надлежащем уровне обслуживания. Малогабаритный механизм обеспечивает высокий коэффициент полезного действия и может применяться для широкого круга изменения скоростей.

Наличие зубьев зацепления позволяет добиваться постоянства передаточных отношений между сопряженными валами из-за отсутствия возможности их проскальзывания. При этом нагрузки на валы не превышают допустимых пределов.

Недостатки

Зубчатые передачи имеют и ряд особенностей, которые могут быть отнесены к их недостаткам. В плане эксплуатации – такой механизм шумит при высокой скорости вращения. Он не может гибко реагировать на изменяющуюся нагрузку, так как представляет собой жесткую конструкцию с точной регулировкой.

В технологическом плане – это сложность изготовления пар колес зацепления. Для такого вида передач требуется повышенная точность, так как зубья находятся в зацеплении при постоянно изменяющемся напряжении. В таких условиях возможны усталостные разрушения материала.

Это происходит при превышении допустимых нагрузок. Зубья могут выкрашиваться, частично или полностью ломаться. Отколовшиеся осколки попадают в механизм, повреждают соседние сопрягающиеся участки, что приводит к заклиниванию и выходу из строя всего узла.

Виды

Наибольшее распространение получила цилиндрическая зубчатая передача. Ее применяют в узлах и механизмах с параллельным расположением валов. По конструктивным особенностям различают зубья с прямым, косым и шевронным профилем.

Для перекрещивающихся валов используют червячную, винтовую цилиндрическую передачи, а для пересекающихся – коническую. Реечная передача отличается тем, что шестерня в общем парном механизме заменяется рабочей плоскостью. При этом на ней нарезаны зубья, идентичные по профилю колеса. В итоге вращательное движение преобразуется в поступательное.

Также разделяют передачи по скорости вращения: тихоходные, средние и скоростные. По назначению их делят на силовые и кинематические (не передающие значительной мощности).

Кроме того, зубчатые передачи могут классифицироваться по величине передаточного числа, подвижности осей (рядовые и планетарные), числу степеней, точности зацепления (12 классов), способу изготовления.

По форме профиля зуба могут быть эвольвентные, циклоидальные, цевочные, круговые.

Применение

Все виды зубчатых передач широко используются в различных отраслях промышленного производства. Годовое производство различных колесных пар исчисляется миллионами. Сфера их применения настолько обширна, что редкий прибор, механизм или агрегат, использующий в работе вращательное движение, не имеет в своем составе того или иного вида зубчатого подвижного соединения.

Цилиндрическая зубчатая передача используется для преобразования вращательного движения с понижающим или повышающим коэффициентом. Примеры: двигатели внутреннего сгорания, коробки перемены передач в подвижном составе, станкостроении, буровом, металлургическом, горнодобывающем производстве и всех видах промышленности.

Коническая зубчатая передача используется в меньшей степени из-за сложности в процессе изготовления колесных пар.

Применяется в сложных и комбинированных механизмах, где присутствует вращательное движение с переменными углами и изменением нагрузок. В специальных редукторах обычно используются конические зубчатые передачи.

Примеры: ведущие мосты автомобилей, сельхозтехники, локомотивов, колесные пары конвейеров, приводы различного промышленного оборудования.

Цилиндрические передачи

Применяются наиболее широко, так как технология изготовления колесных пар сравнительно проста и отработанна.

Цилиндрическая зубчатая передача используется для передачи крутящего момента между валами, расположенными в параллельных плоскостях. Различаются по форме зубьев: с прямым расположением, косым и шевронным.

В редких случаях при перекрещении валов и незначительных нагрузках используется винтовой профиль.

Зубья прямого расположения используются больше всего. Их применяют для передачи крутящего момента с незначительной или средней нагрузкой, а также в случаях, когда есть необходимость смещения колес в процессе работы вдоль оси вала.

Косые зубья применяют для плавности хода. Их используют для ответственных механизмов и при повышенных нагрузках.

Шевронный профиль (два ряда косых зубьев по краям, расположенных в форме елочки) отличается высокой уравновешенностью осевых сил смещения, которые являются недостатком косозубых колесных пар.

Прямозубые цилиндрические передачи могут быть открытого и закрытого типа. В последнем случае зубья одного из колес располагаются не на наружной, а на внутренней поверхности окружности.

Коническая передача

В условиях, когда крутящий момент от источника к потребляющему узлу нужно доставлять с угловым смещением, используют пересекающиеся валы. Их оси чаще всего находятся под углом 90 градусов. В таких случаях обычно применяется коническая зубчатая передача.

Называется так из-за конструктивных особенностей пар шестерен. Они имеют форму срезанного конуса и сопрягаются своими боковыми плоскостями, на которых нарезаются зубья. По профилю они выше у основания и уменьшаются по направлению к вершине.

Зубчатый венец может иметь прямую, тангенциальную или криволинейную нарезку. Если по профилю он выполнен в виде винтовой спирали, и валы кроме пересечения еще имеют и осевое смещение, то такая коническая передача называется гипоидной. Она обладает плавностью хода и низким уровнем шума, но имеет повышенную склонность к заеданию, поэтому для нее используются специальные смазочные материалы.

В сравнение с цилиндрическими передачами конические могут обеспечить лишь 85% их несущей способности. По технологии изготовления и сборки они являются самыми сложными. Однако возможность передачи крутящего момента с угловым смещением делает их незаменимыми в сложных узлах и механизмах.

Реечная и ременная зубчатая передача

Когда нужно преобразовать вращательное движение в поступательное или наоборот, одно из колес заменяется плоскостью с нарезанными зубьями.

Реечная передача отличаются простотой изготовления и монтажа, надежностью и хорошими нагрузочными характеристиками.

Применяется в станкостроении и для приводов, где используется поступательное движение: долбежные станки, транспортеры с попеременной подачей.

Зубчато-ременная передача – это гибридная модель, вобравшая положительные качества обеих видов. Отличается постоянством передаточного числа из-за отсутствия проскальзывания. Тихая работа при высоких оборотах и нагрузках достигается путем использования гибких ремней с сердечником. Часто используются в приводах электродвигателей.

На парных шкивах узла агрегата и на эластичном ремне, их связующем, имеются идентичные по профилю зубья. Передача работает не по принципу трения, а используется механизм зацепления. При этом с одной стороны отпадает необходимость сильного натяжения между шкивами и точной регулировки, с другой – смазки между сопрягающимися металлическими деталями.

Материал

Зубчатые передачи должны обладать надежностью в роботе при разных скоростях и нагрузках, прочностью зубьев, их износостойкостью и способностью противостоять заеданию.

В качестве основного материала для колесных пар выступает сталь. Она может подвергаться термообработке или иметь в своем составе легирующие добавки и примеси.

Как материал для тихоходных механизмов, имеющих большие габариты и открытый тип конструкции, может выступать чугун.

Для предотвращения заедания парные колеса изготавливают из различного по крепости материала. Если для колеса и шестерни используется высокоуглеродистая сталь, то используют различную степень их термообработки. Также применяется бронза, латунь, капролон, текстолит, пластики и формальдегиды.

Изготовление

Заготовки для колесных пар зубчатых передач могут быть изготовлены методом литья или штамповкой. В дальнейшем они подвергаются дополнительной обработке, и производится нарезания зубьев. Используют для этого дисковые и пальцевые фрезы, фасонные шлифовальные круги.

Механизм зубчатой передачи конического типа нельзя изготовить методом чистовой прорезки фрезой или шлифовкой, так как профиль выступов и впадин не постоянен. Это можно делать лишь на начальном этапе черновой обработки.

Дальнейшая доводка производится на станках в процессе обкатки с зацеплением. Для этого используется парное колесо из высокопрочного материала, повторяющего основной профиль. Оно выступает в роли режущего инструмента.

Углеродистые стали подвергают закалке, цементации, азотированию или цианированию. Для неответственных узлов термообработка может проводиться после нарезания зубьев. Для колесных пар высокой точности требуется дополнительная финишная шлифовка или обкатка.

Обслуживание

При нормальной работе зубчатый механизм работает плавно, а процесс сопровождается монотонным умеренным шумом. Наличие посторонних звуков и неравномерность вращения свидетельствуют об износе поверхностей, входящих в зацепление, или нарушении регулировки.

Во время проведения технического обслуживания при осмотре проверяют отсутствие трещин, поломок зубьев или их сколов. Особое внимание обращается на правильность зацепления колесных пар и отсутствие зазоров. При работе проверяют торцевое биение и контролируют поверхности трения.

Правильность зацепления определяют нанесением краски на зубья передачи. Пока она не засохла, валы проворачивают несколько раз и осматривают места соприкосновения рабочих поверхностей. По форме отпечатка (он должен быть в форме эллипса) определяют общее состояние передачи.

Обращают внимание на точки касания. Они должны быть приблизительно в средней части высоты зуба. Пятно краски должно занимать 70 – 80% его длины. Регулировка в основном сводится к увеличению или уменьшению толщины прокладок под подшипниками.

В зависимости от типа узла смазка открытого механизма может проводиться периодически вручную пластичным материалом. Для закрытых конструкций она осуществляться принудительно разбрызгиванием или окунанием части венца рабочего колеса в ванну со смазкой.

Параметры зубчатой передачи

Для характеристики механизма зацепления определяют диаметры делительной и основной окружности, межосевое расстояние и возможное смещение валов. Взаимосвязь количества зубьев ведущего и ведомого колеса определяет передаточное отношение. Оно по исходным данным позволяет вычислить обороты для пары зацепления.

Колесо зубчатой передачи изначально характеризуется числом зубьев и модулем. Он стандартизирован и отображает длину делительной окружности, приходящейся на один зуб. Определяют диаметры выступов и впадин. Рассчитывают общую длину, высоту и толщину зуба, а также отдельных его частей – головки и ножки.

Рассчитывается делительный диаметр. Используется коэффициент ширины зубчатого венца. В случае с косыми зубьями определяются с углом их наклона. Нужно учитывать, что в конических и цилиндрических передачах он разный.

Кроме перечисленного еще используется угол профиля, коэффициент торцевого перекрытия и смещения, линии зацепления. Для червячных передач рассчитывают число витков, диаметр и вид червяка.

Расчет зубчатой передачи

Перед проектированием следует изучить исходные данные и определиться с условиями планируемой эксплуатации механизма. Учитывается исходный контур, тип и вид передачи, ее расположение в узле, допустимые нагрузки, материал для колесных пар и их термообработка. На этом этапе берется во внимание частота вращения валов и их диаметры, крутящий момент, передаточное число.

Чтобы произвести расчет зубчатой передачи, нужно определиться с общим модулем зацепления, числом зубьев для шестерни и колеса, их профилем, углом наклона и расположением. Определяют межосевое расстояние, выбирается ширина зубчатых венцов пары.

Рассчитываются геометрические показатели станочного зацепления, для которого проектируется зубчатая передача. Чертеж должен отображать не менее двух проекций: фронтальный и боковой вид слева с нанесенными промерами. Дополнительно составляется таблица основных геометрических и конструктивных параметров, строятся графики.

Значения рассчитывают по формулам, таблицам, применяют коэффициенты и соотношения, при этом используются исходные данные колеса и шестерни. В алгоритме расчетов для отдельных передач может присутствовать до пятидесяти и более шагов и логических этапов. Оптимальным решением вопроса детального проектирования является использование специализированной компьютерной программы.

Размеры пазов под шпонки или шлицы подбирают по стандартам. На общем плане чертеж монтажа колес на валах разрабатывают отдельно.

Читайте также:  Слесарные тиски: разновидности и применение

Стандарты

Нормируются ли зубчатые передачи? ГОСТ, действующий в настоящее время, определяет допустимые отклонения для готовых колесных пар. Точность заготовок устанавливается в зависимости от технологических особенностей и может регулироваться для каждой отрасли или завода-изготовителя отдельно.

Для каждого вида зубчатых передач существуют нормы взаимозаменяемости. Отдельные стандарты утратили актуальность вообще, некоторые действуют лишь в отдельных регионах. Тем не менее, нормы, разработанные ранее, используются для общей терминологии, обозначений, порядка разработки документации и построения чертежей.

ГОСТы регулируют параметры расчетов геометрии зубчатых колесных пар, их модули, исходные контуры, степени точности и виды сопряжений. Другие нормативы устанавливают стандарты на отдельные элементы деталей, а третьи – на уже готовые узлы и агрегаты.

Источник: https://www.syl.ru/article/183719/new_zubchatyie-peredachi-mehanizm-i-vidyi-zubchatyih-peredach

Передачи. Назначение передач. Классификация передач

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Механическая передача — механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов.

Типы механических передач:

-зубчатые (цилиндрические, конические);

-винтовые (винтовые, червячные, гипоидные);

-с гибкими элементами (ременные, цепные);

-фрикционные (за счёт трения, применяются при плохих условиях работы).

Зубчатая передача — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. [2]

Зубчатые передачи предназначены для:

-передачи вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или скрещивающиеся оси;

Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом.

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

-с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениями);

-с пересекающимися осями (конические);

-с перекрестными осями (рейка-шестерня).

Цилиндрические зубчатые передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колёса. С увеличением угла повышается прочность косозубых передач (за счёт наклона увеличивается площадь контакта зубьев, уменьшаются габариты передачи).

Конические зубчатые передачи применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 90°. Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические. Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической.

Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 90°. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары.

Для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами применяют механизмы, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передаётся с помощью гибких звеньев. В качестве гибких звеньев применяются: ремни, шнуры, канаты разных профилей, провода, стальную ленту, цепи различных конструкций.

Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Для сохранности постоянства натяжения гибких звеньев в механизмах применяются натяжные устройства: ролики, пружины, противовесы и т.п.

Различают следующие разновидности передач с гибкими звеньями:

· по способу соединения гибкого звена с остальными:

o фрикционные;

o с непосредственным соединением;

o с зацеплением;

· по взаимному расположению валов и направлению их вращения:

o открытые;

o перекрёстные;

o полуперекрёстные;

Ременная передача состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы. Нагрузки передается за счёт сил трения, возникающих между шкивами и ремнём вследствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

· плоскоременную;

· клиноременную (получили наиболее широкое применение);

· круглоременную.

Цепная передача (рисунок 5) основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

· ведущей звёздочки;

· ведомой звёздочки;

· цепи, которая охватывает звёздочки и зацепляется за них зубьями;

· натяжных устройств;

· смазывающих устройств;

· ограждения.

Область применения цепных передач:

· при значительных межосевых расстояниях;

· при передаче от одного ведущего вала нескольким ведомым;

· когда зубчатые передачи неприменимы, а ременные недостаточно надёжны.

По типу применяемых цепей бывают:

· роликовые;

· втулочные (лёгкие, но большой износ);

· роликовтулочные (тяжёлые, но низкий износ);

· зубчатые пластинчатые (обеспечивают плавность работы).

Фрикционная передача — кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии

Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.

Фрикционные передачи делятся:

· по расположению валов:

o с параллельными валами;

o с пересекающимися валами;

· по характеру контакта:

o с внешним контактом;

o с внутренним контактом;

· по возможности варьирования передаточного отношения:

o нерегулируемые;

o регулируемые (фрикционный вариатор);

· при наличии промежуточных тел в передаче по форме контактирующих тел:

o цилиндрические;

o конические;

o сферические;

o плоские.

Классификация механических передач

— по принципу передачи движения: передачи трением и передачи зацеплением; внутри каждой группы существуют передачи непосредственным контактом и передачи гибкой связью;
— по взаимному расположению валов: передачи с параллельными валами (цилиндрические, передачи с пересекающимися осями валов (конические), передачи со скрещивающимися валами (червячные, цилиндрические с винтовым зубом, гипоидные);
— по характеру передаточного числа: с постоянным передаточным числом и с бесступенчатым изменением передаточного числа (вариаторы).

В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов передачи разделяют на:

-редукторы (понижающие передачи) — от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения и увеличивают крутящий момент;

-мультипликаторы (повышающие передачи) — от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения и уменьшают крутящий момент.

Фрикционные передачи

Фрикционная передача — механическая передача, служащая для пере­дачи вращательного движения (или для преобразования вращательного движе­ния в поступательное) между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и при­жимаемыми один к другому.

Фрикционные передачи классифицируют по следующим признакам:

1. По назначению:

— с нерегулируемым передаточным числом (рис.9.1-9.3);

— с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного числа (вариа­торы).

2. По взаимному расположению осей валов:

— цилиндрические или конусные с параллельными осями (рис.9.1, 9.2);

— конические с пересекающимися осями (рис.9.3).

3. В зависимости от условий работы:

— открытые (работают всухую);

— закрытые (работают в масляной ванне).

4. По принципу действия:

— нереверсивные (рис.9.1-9.3);

— реверсивные.

5. Различают также передачи с постоянным или автоматическим регулируемым прижатием катков, с промежуточным (паразитным) фрикционным элементом или без него.

Достоинства фрикционных передач:

— простота конструкции и обслуживания;

— плавность передачи движения и регулирования скорости и бесшумность работы;

— большие кинематические возможности (преобразование вращатель­ного движения в поступательное, бесступенчатое изменение скоро­сти, возможность реверсирования на ходу, включение и выключение передачи на ходу без остановки);

— равномерность вращения, что удобно для приборов;

— возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без остановки передачи.

Недостатки фрикционных передач:

— непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания;

— незначительная передаваемая мощность (открытые передачи — до 10-20 кВт; закрытые — до 200-300 кВт);

— для открытых передач сравнительно низкий КПД;

— большое и неравномерное изнашивание катков при буксовании;

— необходимость применения опор валов специальной конструкции с прижимными устройствами (это делает передачу громоздкой);

— для силовых открытых передач незначительная окружная скорость (7 — 10 м/с);

— большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы, что увеличивает их размеры и делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности;

— большие потери на трение.

Применение.

Они применяются в машиностроении сравнительно редко, например, во фрикционных прессах, молотах, лебедках, буровой технике и т.п. Эти передачи применяются преимущественно в приборах, где требуется плавность и бесшумность работы (магнитофоны, проигрыва­тели, спидометры и т. п.).

Передача Винт-гайка

Передача винт-гайка состоит из: винта и гайки, сопри­касающихся винтовыми поверхностями.Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное.

Различают два типа передач винт-гайка:

— передачи трения скольжения или винтовые пары трения скольжения ;

— передачи трения качения или шариковинтовые пары . Ведущим элементом в передаче, как правило, является винт, ведомым — гайка. В передачах винт-гайка качения на винте и в гайке выполнены винто­вые канавки (резьба) полукруглого профиля, служащие дорожками ка­чения для шариков.

В зависимости от назначения пе­редачи винты бывают:

грузовые, применяемые для создания больших осевых сил.

ходовые, применяемые для перемещений в механизмах подачи. Для снижения потерь на трение применяют преимущественно трапецеи­дальную многозаходную резьбу.

установочные, применяемые для точных перемещений и регули­ровок. Имеют метрическую резьбу. Для обеспечения безлюфтовой пере­дачи гайки делают сдвоенными.

Основные достоинства:

1.возможность получения большого выигрыша в силе;

2. высокая точность перемещения и возможность получения медленного движения;

3. плавность и бесшумность работы;

4. большая несущая способность при малых габаритных размерах;

5. простота конструкции.

Недостатки передач винт-гайка скольжения:

1.большие потери на трение и низкий КПД;

2. затруднительность применения при больших частотах вращения.

Применение передачи “винт-гайка”

Наиболее характерными областями применения передачи винт – гайка являются:

— поднятие грузов (домкраты);

— нагружение в испытательных машинах;

— осуществление рабочего процесса в станках (винтовые процессы);

— управление оперением самолетов (закрылки, руки направления и высоты, механизмы выпуска шасси и изменения стреловидности крыла);

— перемещение рабочих органов робота;

— точные делительные перемещения (в измерительных механизмах и станках).

Зубчатые передачи

Механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми ко­лесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или поступатель­ную пару, называют зубчатойпередачей . Меньшее из колес передачи принято называть шестерней, а большее – колесом, звено зубчатой передачи, соверша­ющее прямолинейное движение, называют зубчатой рейкой.

Классификация:

— по взаимному расположению осей колес: с параллельными осями, с пересекающимися осями со скрещивающимися осями) с преобразованием движения

— по расположению зубьев относительно образующих колес: прямозубые; косозубые ;шевронные; с круговым зубом;

— по направлению косые зубья бывают: правые и левые.

— по конструктивному оформлению: открытые и закрытые;

по числу ступеней: одно- имногоступенчатые;

Источник: https://lektsia.com/6×6654.html

Лекция 16. Механические передачи

Краткий обзор

Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

Механическая передача – механизм, превращающий кинематические (n) и энергетические параметры (P) двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов.

 Двигатели работают в узком диапазоне частот вращения и моментов, рабочие машины — в широком.

Типы механических передач.

  • зубчатые передачи (цилиндрические, конические),
  • винтовые (винтовые, червячные, гипоидные),
  • с гибкими элементами (ременные, цепные),
  • фрикционные (за счет трения, применяются при плохих условиях работы).

    По способу передачи движения:

  • движение с вала на вал передается за счет сил трения (фрикционные, ременные, червячные),
  • движение передается зацеплением (зубчатые, цепные, винтовые, с зубчатыми ремнями, червячные).

Основные и производные параметры механические передач

Независимо от типа и конструкции в любой механической передаче можно выделить два вала, называемые в направлении передачи мощности входным (ведущим) и выходным (ведомым)

 Основные параметры – параметры входного и выходного валов – мощность P (кВт) и частота вращения  n (мин-1).

 Производные параметры:

  • передаточное число               
  • коэффициент полезного действия                   
  • угловая скорость вращения вала,  рад/с                   
  • крутящий момент, Н•м                

 В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов  передачи делятся:

  • на редукторы (понижающие передачи) – от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения (n1 > n2) и увеличивают крутящий момент (Т1 < Т2);
  • на мультипликаторы (повышающие передачи) – от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения (n1 < n2) и уменьшают крутящий момент (Т1 > Т2).

Зубчатые передачи.

Преимущества:

  1. Компактность.
  2. Возможность передавать большие мощности (до 1000 квт).
  3. Наибольшие скорости вращения (до 30 м/с).
  4. Постоянство передаточного отношения.
  5. Наибольший ККД (0,98..0,99 в одной ступени).

Недостатки:

  1. сложность передачи движения на значительные расстояния;
  2. жесткость передачи;
  3. шум во время работы;
  4. необходимость в смазке.
Читайте также:  Конструктивные особенности забивных анкеров

Классификация.
По расположению валов:

  • с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениям),
  • с пересекающимися осями (конические),
  • с перекрестными осями (винту, гипоидные, червячные, колесо-рельс).

Пары зубчатых колес образовывают степень (модуль одинаковый для обеих колес).

Ведущее колесо     – шестерня 1.
Ведомое  – колесо 2

 Для ЗП характерное значение передаточного числа u в одной ступени. Поэтому для реализации больших передаточных чисел  чаще всего используют многоступенчатые зубчатые редукторы.

Они размещаются в отдельном корпусе и выполняются как самостоятельные изделия.

Серийное изготовление на заводах разрешает получать широкую номенклатуру  редукторов, которые применяются в поводах общего машиностроительного  назначения.

 Цилиндрические передачи

 Цилиндрические зубчатые колеса бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колеса.

Косозубые цилиндрические передачи нарезаются тем же  режущим инструментом, на тех же станках, по такой же технологии, что и прямозубые.

При этом заготовку поворачивают на угол, поэтому зубья располагаются  не по образующей делительного цилиндра, а под углом к ней.

 С увеличением угла β повышается прочность косозубых передач. Вследствие наклона зубьев, получается как-бы колесо больших размеров, или при той же нагрузке уменьшаются габариты передачи. Поэтому в современных передачах косозубые колеса получили преобладающее распространение.

 В отличие от прямых, в которых нагрузка на зубья прикладывается мгновенно, косые зубья входят у зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. Косозубое колесо не имеет  зоны однопарного зацепления. Это определяет плавность работы косозубого зацепления, снижение шума и дополнительных динамических нагрузок по сравнению с прямозубым зацеплением.

 Однако, в косозубых передачах появляется дополнительная осевая сила, направленная вдоль оси вала и создающая дополнительную нагрузку на опоры. Для уменьшения этой силы ограничивают угол наклона  8…200, применяют редукторы с раздвоенной ступенью. Этот недостаток исключен в шевронной передаче.

Конические передачи 

 Конические зубчатые передачи применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 900 .

 Конические передачи  более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические, вследствие следующих причин:

  1. Для нарезания конических колес требуются специальные станки.
  2. Необходимо выдерживать допуски на углы при вершинах конусов.
  3. При монтаже нужно обеспечивать совпадение вершин конусов.
  4. Сложнее выполнять колеса той же точности, что и цилиндрические.
  5. Пересечение валов усложняет расположение опор вследствие того, что одно из конических колес располагается, как правило, консольно.
  6. В коническом зацеплении действуют осевые силы, усложняющие конструкцию опор.

 Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85%  цилиндрической.

 Конические передачи получили широкое распространение вследствие того, что из условия компоновки необходимо располагать валы под углом.

 Для повышения нагрузочной способности конических колес применяют колеса с непрямыми зубьями.
На практике наиболее распространены конические колеса с тангенциальными  и круговыми  зубьями.

Тангенциальные зубья направлены по касательной к некоторой воображаемой окружности радиусом е и составляют с образующей конуса угол 25..300.

Круговые зубья  располагаются по дуге окружности а, по которой движется инструмент при нарезании зубьев.

Червячные передачи

 Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 900. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары или по принципу наклоненной плоскости.

Преимущества:

  • большие передаточные отношения;
  • плавность и бесшумность  работы;
  • высокая кинематическая точность;
  • самоторможение.

Недостатки:

  • низкий ККД;
  • износ, заедание;
  • использование дорогих материалов;
  • требования к высокой точности сборки.

 В червячной передаче, в отличие от зубчатой, окружные скорости  на червяке и на колесе  не совпадают. Они направлены под углом 900 и отличаются по значению. При относительном движении  начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной  снижения ККД, повышенного износа и заедания.

 КПД червячной передачи  ниже КПД зубчатых передач.

 Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса − бронза, реже из латунь или чугун.

 Для охлаждения червячных передач увеличивают площадь охлаждения корпуса, используют вентиляторы или дополнительную систему охлаждения.

Методы изготовления зубчатых колес

  • копирование,
  • накатка,
  • обкатка.

 При изготовлении методом копирования используются пальцевая или дисковая модульная фреза, профиль которой соответствует профилю впадин зубчатого  колеса. Вращаясь, фреза перемещается в направлении боковой образующей зуба.

За каждый шаг фрезы вдоль оси колеса нарезается одна впадина.  После этого колесо поворачивается. Потом процесс повторяется. Этот метод малопродуктивен и нуждается в большом количестве режущего инструмента.

К методам копирования также принадлежат: отливка, штампование, протягивание, строгание.

 Метод накатки – зубчатое инструментальное колесо накатывает зубья колеса, материал которого достаточно эластичный (в холодном или горячем стане). Используется для мелкомодульных колес

 При методе обкатки для нарезания колес используется инструментальная рейка. Преимущество в том, что одним и тем же инструментом можно изготовить колеса с любым количеством зубьев общего модуля.

 Метод обкатки  (долбяком, рейкой, червячной фрезой) заключается в том, что режущему инструменту и заготовке придается то относительное движение, которое имели бы зубчатые колеса, находясь  в зацеплении.

 Если при изготовлении зубчатого колеса средняя (делительная) линия режущего инструмента касается делительной окружности заготовки колеса, то нарезаются колеса без смещения.

Если средняя линия рейки смещается  относительно центра заготовки нарезаются колеса со смещением (положительное (от центра) — увеличиваются размеры колеса, толщина зубца, зуб упрочняется; отрицательное (к центру) — используется для уменьшения межосевого расстояния, уменьшения габаритов, при этом возможно подрезание зубьев).

Передачи с гибкими звеньями

 Для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами применяют механизмы, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передается с помощью гибких звеньев. В качестве гибких звеньев применяются: ремни, шнуры, канаты разных профилей, провод, стальная лента, цепи различных конструкций.

 Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

 Для сохранности постоянства натяжения гибких звеньев в механизмах применяются натяжные устройства: натяжные ролики и пружины, противовесы и т.п.

Виды передач

1 По способу соединения гибкого звена с остальными:

  • фрикционные;
  • с непосредственным соединением;
  • с зацеплением.

2 По взаимному расположению валов и направлению их вращения:

  • открытые;
  • перекрестные;
  • полуперекрестные.

Ременные передачи

  Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы. Нагрузки передается за  счет сил трения, возникающих между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего.

 В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

  • плоскоременную;
  • клиноременную;
  • круглоременную.

 Наиболее широкое применение получили клиноременные передачи, вследствие увеличения тяговой способности вследствие повышения зацепление со шкивом (приблизительно в 3 раза). Наибольшее преимущество наблюдается в передачах с зубчатыми (поликлиновами) ремнями.

Преимущества:

  • возможность передачи движения на значительные расстояния (до 15 м и более);
  • плавность и бесшумность работы;
  • защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;
  • защита механизмов от перегрузки за счет возможного проскальзывания ремня;
  • простота конструкции и эксплуатации (передача не требует смазки).

Недостатки:

  • повышенные габариты (при равных условиях диаметры шкивов в 5 раз больше диаметров зубчатых  колес);
  • непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывание ремня;
  • повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанное с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач);
  • низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).

В ременных передачах имеют место два вида скольжения:

  • упругое скольжение, существующее при любой нагрузке;
  • буксование,  возникающее при перегрузке.

 Упругое скольжение является причиной непостоянства передаточного отношения и увеличения затрат на трение.

 Критерии трудоспособности и расчета ременных передач:

  1. тяговая способность, обусловленная силой трения между ремнем и шкивом;
  2. долговечность ремня, который ограничивается разрушением ремня от усталости.

 Для обеспечения тяговой способности необходимо предварительное натяжение ремня, которое на практике  приводит к снижению долговечности ремня, зависящей также от характера и частоты цикла изменения напряжений (частоты пробегов ремня).

Цепные передачи

 Цепная передача основана на принципе зацепления цепи и звездочек. Цепная передача состоит из

  • ведущей звездочки;
  • ведомой звездочки;
  • цепи, которая охватывает звездочки и зацепляется за них зубьями;
  • натяжных устройств;
  • смазывающих устройств;
  • ограждения.

Преимущества по сравнению с ременной передачей:

  • Большая нагрузочная способность;
  • Отсутствие скольжения и буксование, обеспечивающее постоянство передаточного отношения (среднего за оборот) и возможность работы при кратковременных перегрузках.
  • Принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи. Цепные передачи могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях.

Недостатки:

  • звенья располагаются на звездочке не по окружности, а по многоугольнику. Отсюда:
  • износ шарниров цепи,
  • шум и дополнительные динамические нагрузки,
  • необходимость обеспечения смазки.

Область применения:

  • при значительных межосевых расстояниях (при скоростях меньше 15-20 м/с, до 25 м/с применяют пластинчатые цепи (набор пластин с двумя зубообразными выступами, принцип внутреннего зацепления);
  • при передаче от одного ведущего вала нескольким ведомым,
  • когда зубчатые передачи неприменимы и ременные ненадежны.

 По сравнению с ременными передачами более шумные, а редукторах применяют  на тихоходных ступенях.

Типы цепных передач

По типу применяемых цепей:

  • роликовая,
  • втулочная (легкая, но большой износ),
  • роликовтулочная (тяжелая, меньше износ),
  • зубчатые пластинчатые (плавность работы).

  Основной причиной потери работоспособности цепных передач является износ шарниров цепи. Срок службы цепи увеличивается при увеличении длины цепи, увеличении числа зубьев ведущей звездочки. Однако, увеличение числа зубьев ведущей звездочки приводи к повышению вероятности потери зацепления. При уменьшении числа зубьев ведущей звездочки увеличиваются динамические нагрузки, удары, износ цепи.

Формат: pdf

Размер: 835 КВ

Язык: русский, украинский

Источник: http://bcoreanda.com/ShowObject.aspx?ID=252

Зубчатые передачи Цель изучить устройство принцип работы

Зубчатые передачи. Цель: изучить устройство, принцип работы , классификацию и сравнительную оценку зубчатых передач; изучить основные характеристики зубчатого зацепления; научить выполнять кинематические , геометрические , силовые расчеты зубчатых передач. Расчеты на контактную прочность и изгиб.

Общие сведения и классификация зубчатых передач • Механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или поступательную пару, называют зубчатой передачей.

Виды зубчатых передач: а, б, в — цилиндрические зубчатые передачи с внешним зацеплением; г — реечная передача; д — цилиндрическая передача с внутренним зацеплением; е — зубчатая винтовая передача; ж, з, и — конические зубчатые передачи; к — гипоидная передача

Основные достоинства зубчатых передач • технологичность, постоянство передаточного числа; • высокая нагрузочная способность; • высокий КПД (до 0, 97 0, 99 для одной пары колес); • малые габаритные размеры по сравнению с другими видами передач при равных условиях; • большая надежность в работе, простота обслуживания; • сравнительно малые нагрузки на валы и опоры.

Недостатки зубчатых передач • невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа; • высокие требования к точности изготовления и монтажа; • шум при больших скоростях; плохие амортизирующие свойства; • громоздкость при больших расстояниях между осями ведущего и ведомого валов; • потребность в специальном оборудовании и инструменте для нарезания зубьев; • зубчатая передача не предохраняет машину от возможных опасных перегрузок

Зубчатые передачи и колеса классифицируют по следующим признакам • по взаимному расположению осей колес — с параллельными осями (цилиндрические, с пересекающимися осями (конические, см. рис. 1, ж—и), со скрещивающимися осями (винтовые, см. рис.

1, е, к); • по расположению зубьев относительно образующих колес — прямо зубые, косозубые, шевронные и с криволинейным зубом; • по конструктивному оформлению — открытые и закрытые; • по окружной скорости — тихоходные (до 3 м/с), для средних скоростей (3— 15 м/с), быстроходные (свыше 15 м/с);

— по числу ступеней — одно и многоступенчатые; по расположению зубьев в передаче и колесах — внешнее, внутреннее (см. рис. 1, д) и реечное зацепление (см. рис.

1, г); по форме профиля зуба — с эвольвентными , круговыми; по точности зацепления. Стандартом предусмотрено 12 степеней точности. Практически передачи общего машиностроения изготовляют от шестой до десятой степени точности.

Передачи, изготовленные по шестой степени точности, используют для наиболее ответственных случаев.

Изготовления зубчатых колес • Существуют следующие способы изготовления зубчатых колес (обработки зубьев): • литье (без последующей механической обработки зубьев), для современных машин этот способ применяют редко; • накатка зубьев на заготовке (также без последующей их обработки); • нарезание зубьев (т. е.

зубья получаются в процессе механической обработки заготовки). • Способ изготовления зубчатых колес выбирают в зависимости от их назначения и по технологическим соображениям. • Для отдельных конструкций машин в массовом производстве применяют способ накатки зубьев. Возможны также штамповка, протягивание и. т. д.

Читайте также:  Принцип работы схемы подключения электромагнитного пускателя 380в

В этом случае форма инструмента повторяет очертания впадины зубьев). В большинстве же случаев зубчатые колеса изготовляют нарезанием. Зубья нарезают, как правило, методами копирования и обкатки. Копирование заключается в прорезании впадин между зубьями с помощью тисковой (рис. 2) или пальцевой (рис. 3) фрезы.

Нарезание зубьев методом копирования дисковой фрезой

Нарезание зубьев методом копирования пальцевой фрезой

Нарезание зубьев наружного зацепления методом обкатки

Нарезание зубьев внутреннего зацепления методом обкатки

Нарезание зубьев червячной фрезой

Нарезание зубьев инструменталь ной рейкой

Нарезание зубьев конического колеса

Способы отделки зубьев: • Для достижения высокой точности и малой шероховатости поверхности зубьев после нарезания производится их отделка.

• шлифование производится методом копирования или обкатки шлифовальным кругом; • шевингование выполняется специальным инструментом шевер шестерней или шевер рейкой (обкатывая обрабатываемое колесо, шевер отделывает зубья до требуемых точности и шероховатости поверхности); • притирка производится с помощью специального чугунного колеса (притира), находящегося в зацеплении с обрабатываемым колесом.

Материалы для изготовления зубчатых колес • сталь углеродистую обыкновенного качества марок Ст5, Ст6; качественную сталь марок 35, 40, 45, 50, 55; легированную сталь марок 12 ХНЗА, 30 ХГС, 40 Х, 35 Х, 40 ХН, 50 Г; сталь 35 Л, 45 Л, 55 Л; • серый чугун марок СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 40, высокока чественный чугун марок ВЧ 50 2, ВЧ 45 5; • неметаллические материалы (текстолит марок ПТК, ПТ 1, лигнофоль, бакелит, капрон и др. ).

Важнейшими критериями работоспособности зубчатых колёс приводов являются объёмная прочность зубьев и износостойкость их активных поверхностей. Нагрузочная способность хорошо смазанных поверхностей ограничивается сопротивлением выкрашиванию.

Для уменьшения расхода материалов назначают высокую твёрдость трущихся поверхностей. Несущая способность зубчатых передач по контактной прочности тем выше, чем выше поверхностная твердость зубьев.

Повышение твердости в два раза позволяет уменьшить массу редуктора примерно в четыре раза.

В зависимости от твердости (или термообработки) стальные зубчатые, колеса разделяют на две основные группы: твердостью Н < 350 НВ — зубчатые колеса, нормализованные или улучшенные; твердостью Н > 350 НВ — с объемной закалкой, закалкой ТВЧ, цементацией, азотированием и др. Эти группы различны по технологии, нагрузочной способности и способности к приработке.

Параметры зубчатого зацепления цилиндрических зубчатых колес.

da — диаметр вершин зубьев; dr — диаметр впадин зубьев; da — начальный диаметр; d — делительный диаметр; рt — окружной шаг; h — высота зуба; ha — высота ножки зуба; с — радиальный зазор; b — ширина венца (длина зуба); еt — окружная ширина впадины зуба; st — окружная толщина зуба; — межосевое расстояние; а — делительное межосевое расстояние; Z — число зубьев.

Модулем зубьев т называется часть диаметра делительной окружности, приходящаяся на один зуб. Модуль является основной характеристикой размеров зубьев. Для пары зацепляющихся колес модуль должен быть одинаковым. Линейную величину, в раз меньшую окружного шага зубьев, называют окружным модулем зубьев и обозначают т:

Размеры цилиндрических прямозубых колес вычисляют по окружному модулю, который называют расчетным модулем зубчатого колеса, или просто модулем; обозначают буквой т. Модуль измеряют в миллиметрах. Модули стандартизованы.

Начальная окружность — каждая из взаимокасающихся окружностей зубчатых колес передачи, принадлежащая начальной поверхности данного зубчатого колеса. Начальные окружности являются сопряженными, т. е. это понятие относится к паре колес, находящихся в зацеплении (к передаче).

При измене нии межосевого расстояния начальные диаметры тоже изменяются, так как равно сумме радиусов этих окружностей.

По делительному диаметру d окружные шаги соответствуют стандартному модулю т. Для цилиндрических прямозубых колес например, p 1=ma , d =ma Основными называются окружности, по которым развертываются эвольвенты, очерчивающие профили зубьев.

Окружностями выступов и впадин называются окружности, ограничивающие вершины и впадины зубьев. Линией зацепления называется геометрическое место точек контакта зубьев в зацеплении. В эвольвентном зацеплении линия зацепления прямая, нормальная к профилю зубьев в полюсе зацепления и касательная к основным окружностям.

Углом зацепления называется угол между линией зацепления и перпендикуляром к линии центров. Углом наклона спирали зубьев косозубых шестерен называется угол между осью зуба и образующей делительного цилиндра или конуса. Для определения основных параметров зубчатой передачи принимают делительный радиус.

Если межосевое расстояние в передаче равно сумме делительных радиусов, то начальные и делительные окружности в этом случае совпадают.

. Высота зуба h — радиальное расстояние между окружностями . вершин и впадин зубчатого колеса: Головка зуба — его часть, расположенная между делительной окружно стью цилиндрического зубчатого колеса и окружностью вершин зубьев; h — высота головки зуба.

Ножка зуба — часть зуба, расположенная между делительной окружно стью и окружностью впадин (высота ножки зуба f).

h Радиальный зазор — расстояние между поверхностями вершин зубьев и впадин шестерни и колеса: Окружная толщина зуба st — расстояние между разноименными профилями зуба по дуге концентрической окружности зубчатого колеса Ширина венца b — наибольшее расстояние между торцами

Виды разрушений зубьев • Появление значительного перегрева и чрезмерного шума свидетельствует о недостатках в работе передачи, связанных с ее конструкцией, изготовлением, неправильным выбором смазочного материала или возможными повреждениями зубьев. • Поломка зубьев.

Этот вид разрушения зубьев полностью выводит передачу из строя. Чаще поломка наблюдается у основания зуба вследствие периодического действия переменной нагрузки F, значительной кратковременной перегрузки (ударной нагрузки).

Если зуб работает одной стороной, то первоначальная трещина, образуется в зоне растяжения. Трещина распространяется вдоль основания ножки зуба, а иногда к его вершине или по какой то рабочей части зуба.

• Долговечность зубьев можно повысить, увеличив прочность основания зуба и уменьшив концентрацию напряжений в опасном сечении, увеличив модуль передачи.

Выкрашивание рабочих поверхностей зубьев Чаще наблюдается в закрытых передачах, работающих при обилии смазочного материала. Выкрашивание вызвано контактными напряжениями, которые изменяются по отнулевому пульсирующему циклу. Выкрашивание приводит к повышению контактного давления и нарушению работы передачи.

Смазочный материал, который заходит в микротрещины, находясь под действием внешнего давления (при работе передачи), расклинивает трещины. чем тверже поверхности зубьев и чем меньше шероховатость их поверхностей, тем большую нагрузку они могут выдерживать без опасности возникновения выкрашивания.

Более вязкой масло способно лучше гасить динамические нагрузки на зубья и тем самым уменьшать выкрашивание поверхности зубьев.

Изнашивание зубьев чаще наблюдается в открытых передачах, заключается в истирании рабочих поверхностей вследствие попадания в зону зацепления металлических частиц, пыли, грязи (абразивное изнашивание). Встречается также и в закрытых передачах, но находящихся в засорённой среде: в горных, дорожных, строительных, транспортных машинах.

Является основной причиной выхода из строя передач при плохой смазке. Изнашивание может начаться также в результате повышенной шероховатости поверхности у новой передачи и продолжаться до сглаживания неровностей рабочих поверхностей зубьев.

У изношенных передач повышаются зазоры в зацеплении и, как следствие, усиливаются шум, вибрация, динамические перегрузки; искажается форма зуба; уменьшаются размеры поперечного сечения, а значит и прочность зуба.

Заедание зубьев.

Этот вид повреждения зубьев заключается в том, что под действием высоких давлений сопряженные поверхности зубьев сцепляются одна с другой настолько сильно, что частицы металла с поверхности зубьев в зоне раздавленной масляной пленки отрываются и прихватываются к поверхности зубьев парного колеса; при последующем относительном движении зубьев эти частицы отрываются и делают на рабочих поверхностях борозды и задиры. Меры предупреждения здесь те же, что и при абразивном износе. Рекомендуется также фланкирование зубьев, правильный выбор сорта масла и его охлаждение.

Геометрические параметры зубчатой передачи Все точки касания сопряженных зубьев будут лежать на участке АВ линии зацепления. Участок АВ называется рабочим участком линии зацепления. Необходимое условие непрерывности зацепления: дуга зацепления должна быть больше шага.

В противном случае при выходе из зацепления одной пары зубьев вторая пара еще не войдет. Длина линии зацепления qa — отрезок линии зацепления, отсекаемый окружностями вершин зубьев сопряженных колес. Он определяет начало и конец зацепления пары сопряженных зубьев.

Длина зацепления — активная часть линии зацепления.

Профили зубьев должны быть технологичными, т. е. такими, чтобы их можно было получить в производственных условиях наиболее простыми методами.

Из теоретически возможных профилей преимущественное применение получили эвольвентные профили , так как такие профили проще обработать и они обладают большими преимуществами. Эвольвентное зацепление предложено Эйлером более 200 лет назад.

Это зацепление по сравнению с другими имеет следующие преимущества: при изменении межосевого расстояния не нарушается правильность их зацепления (не изменяется передаточное число); это зацепление может быть использовано и в сменных колесах.

Эвольвентное зацепление Профили зубьев должны быть т, чтобы их можно было получить в производственных условиях наиболее простыми методами.

Из теоретически возможных профилей преимущественное применение получили эвольвентные профили , так как такие профили проще обработать и они обладают большими преимуществами. Эвольвентное зацепление предложено Эйлером более 200 лет назад.

Это зацепление по сравнению с другими имеет следующие преимущества: при изменении межосевого расстояния не нарушается правильность их зацепления (не изменяется передаточное число); это зацепление может быть использовано и в сменных колесах.

Зацепление М. Л. Новикова В зацеплении М. Л. Новикова рабочие профили зубьев очерчены дугами окружностей. По сравнению с эвольвентными передачами зацепления Новикова могут при одних и тех же габаритных размерах передавать в 1, 5 2 раза большую мощность. Ввиду сложности изготовления и монтажа передачи с зацеплением Новикова пока нашли применение только в специальном машиностроении.

Виды разрушений зубьев Излом зуба может привести к весьма тяжким последствиям вплоть до разрушения валов и подшипников, а иногда и всего механизма. Для предупреждения излома проводится расчёт зуба по напряжениям изгиба.

Такой расчёт для закрытых передач выполняется в качестве проверочного после расчёта на контактные напряжения. Для открытых передач, где высока вероятность случайных перегрузок, этот расчёт выполняется как проектировочный.

Долговечность зубьев можно повысить, увеличив прочность основания зуба и уменьшив концентрацию напряжений в опасном сечении, увеличив модуль передачи.

Усталостное выкрашивание Этот вид повреждения зубьев является наиболее серьёзным и распространённым дефектом поверхности зубьев даже для закрытых хорошо смазываемых и защищённых от загрязнения передач и нарушает нормальную работу всей передачи, но не выводит ее из строя полностью.

Чаще это повреждение наблюдается в закрытых передачах, работающих при обилии смазочного материала. Выкрашивание приводит к повышению контактного давления и нарушению работы передачи.

В открытых передачах поверхностные слои истираются раньше, чем в них появляются усталостные трещины, поэтому выкрашивание появляется весьма редко.

Выкрашивание поверхности зубьев возникает на ножках зубьев колес вблизи полюсной линии Смазочный материал, который заходит в микротрещины, находясь под действием внешнего давления (при работе передачи), расклинивает трещины. Повторяясь, такие действия приводят к откалыванию части металла.

Диаметр ямок доходит до 2 5 мм. Установлено, что чем тверже поверхности зубьев и чем меньше шероховатость их поверхностей, тем большую нагрузку они могут выдерживать без опасности возникновения выкрашивания. Более вязкой масло способно лучше гасить динамические нагрузки на зубья и тем самым уменьшать выкрашивание поверхности зубьев.

Изнашивание зубьев чаще наблюдается в открытых передачах, чем в закрытых, заключается в истирании рабочих поверхностей вследствие попадания в зону зацепления металлических частиц, пыли, грязи (абразивное изнашивание). Встречается также и в закрытых передачах, но находящихся в засорённой среде: в горных, дорожных, строительных, транспортных машинах. Является основной причиной выхода из строя передач при плохой смазке.

Заедание зубьев.

Наблюдается как в открытых, так и в закрытых высокоскоростных, тяжело нагруженных передачах. Этот вид повреждения зубьев заключается в том, что под действием высоких давлений сопряженные поверхности зубьев сцепляются одна с другой настолько сильно, что частицы металла с поверхности зубьев в зоне раздавленной масляной пленки отрываются и прихватываются к поверхности зубьев парного колеса; при последующем относительном движении зубьев эти частицы отрываются и делают на рабочих поверхностях борозды и задиры. Меры предупреждения здесь те же, что и при абразивном износе. Рекомендуется также фланкирование зубьев, правильный выбор сорта масла и его охлаждение.

Источник: http://present5.com/zubchatye-peredachi-cel-izuchit-ustrojstvo-princip-raboty/

Ссылка на основную публикацию