Особенности конструкции конической зубчатой передачи.

Конические колёса применяют для передачи вращения между валами с пересекающимися осями.

Рисунок 37

Наибольшее распространение имеют передачи, когда оси валов пересекаются под углом δ₁+δ₂=90^° (такая передача называется ортогональной).

Конические колёса выполняют с прямыми, тангенциальными и круговыми зубьями.

Вместо начальных и делительных цилиндров цилиндрических колёс в конических колёсах вводят понятия начальных и делительных конусов, которые, как правило, совпадают.

На начальных поверхностях скорости относительного скольжения зубьев равны нулю.

рис.

42.43. Установка колес на валах. Валы-шестерни. Соединение вал-ступица. Вал – вращающаяся деталь машины, предназначенная для поддержания установленных на нём деталей или для передачи вращающегося момента. Установку зубчаого колеса на вал производят для передачи крутящег момента вдоль оси вращения вала. Устанавливая колеса на валах, необходимо выбрать способ передачи вращающего момента от колеса к валу и обеспечить точную установку колеса на валу. Для этого есть различные виды соединений: Соединения с натягом: соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить, если при изготовлении деталей обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую. Натягом называют положительную разность диаметров вала и отверстия. Шпоночные соединения. Шпоночные и шлицевые соединения широко используются в современном машиностроении. Они служат для передачи вращающего момента от вала к ступице зубчатого колеса, шкива, маховика и др. Достоинствами шпоночных соединений являются: простота конструкции; сравнительная легкость сборки и разборки. Недостаток – ослабление вала и ступицы, а также необходимость подгонки элементов. Шлицевые (зубчатые) соединения подобны многошпоночным, у которых зубья (шлицы) изготовлены заодно с валом. По сравнению со шпоночными шлицевые соединения имеют меньшие радиальные габариты, высокую несущую способность, взаимозаменяемы и обеспечивают хорошее центрирование деталей. Благодаря этому их используют в условиях массового производства конструкций и при большей частоте вращения валов. По форме профиля различают шлицевые соединения трех типов: a) прямобочные, б) эвольвентные и в) треугольные.

Профильные соединения: Профильными называют соединения, в которых ступица (втулка) насаживается на фасонную поверхность вала и таким образом обеспечивается передача вращения. Они имеют в поперечном к оси соединения сечении плавный некруглый профиль поверхности контакта вала и ступицы. Чаще применяют равноосные соединения треугольного профиля. Вал-шестерня — вал с зубцами,подобными шлицевому соединению. Применяется для передачи крутящего момента сразу на другое зубчатое колесо

47. 48.Червячные передачи: конструкция и область применения. 48.Теоретические основы червячной передачи. Это передачи зацепления. Червячные передачи применяются для передачи вращающего движения между валами при угле перекрещивания их осей θ = 90˚. Червяк- это короткий винт с трапецеидальной нарезкой. Червячная передача – это зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. Достоинства: возможность получения большого передаточного числа в одной ступени(umax = 80); компактность и сравнительно небольшая масса конструкции; плавность и бесшумность работы; возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей движение только от червяка к колесу. Недостатки: низкий КПД. Рекомендуемая мощность до 100кВт; необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов; повышенное изнашивание из-за высоких скоростей скольжения. Классификация: (в зависимости от формы внешней поверхности червяка) 1 с цилиндрическим червяком (образующая червяка- прямая линия).Такие червяки проще в изготовлении. 2 с глобоидным червяком (образующая- прямая линия).

Имеет большую нагрузочную способность. Направление линии витка червяка: 1)левое, 2) правое. Расположение червяка относительно колеса: верхнее, нижнее,боковое По форме профиля витка цилиндрического червяка передачи бывают с архимедовыми, эвольвентными и конволютными червяками, у которых торцовый профиль витка является соответственно: архимедовой спиралью, эвольвентой окружности и удлиненной эвольвентой. Независимо от профиля витка червяка цилиндрические червячные передачи при равной твердости и одинаковом качестве изготовления практически обладают одинаковыми нагрузочной способностью и КПД. Выбор профиля нарезки червяка определяется способом его изготовления (в основном возможностью шлифования витков). Наибольшее распространение получили цилиндрические передачи без смещения с архимедовым червяком.

49.Расчет червячной передачи. частота вращения червяка п1 об/мин; передаточное число u, vомент на ведущем валу редуктора М1 Н*м; момент на ведомом валу редуктора М2 Нм полный ресурс Lh ч.

1.Число витков червяка

z1=2. Рекомендуют: z1=4 при u= 8 до14, z1=2 при u 16 до28, z1=1 при u более 31. Число зубьев колеса

2. Ориентировочное значение скорости скольжения по формуле: .

3. Материалы венца зубчатого колеса и червяка в зависимости от скорости скольжения.

4. Допускаемые напряжения. Формулы зависят от выбранной группы материалов. Пример формулы контактное напряжения для 2-й группы (2мс<скорость скольжения<5мс): Напряжение изгиба «сигма f»:

5. Межосевое расстояние по формуле: затем выбираем из стандартного ряда значение ближайшее значение.

6. Предварительное значение модуля зацепления по формуле:

При расчетах в формулу подставлять только стандартные значения, а не полученные при расчетах. Затем выбираем значение из стандартного ряда.

7. Коэффициент диаметра червяка Сочетание значений m=5 и q=10 обеспечивается стандартом по ГОСТ.

8. Основные размеры червяка: . Делительный угол подъема γ линии витка по формуле: .

9. Основные размеры червячного колеса по формулам:

.

10. Фактическая скорость скольжения по формуле: .

11. КПД передачи, где начальный угол подъема γw= arctg [z1/(q + 2х)], p – приведенный угол трения (определяется эксперементально

50.Расчет вала-червяка на прочность проводится по аналогии с другими валами передач. При недостаточной жесткости прогиб червяка может оказаться значительным. Это может привести к нарушению правильности зацепления, ухудшению условий работы передачи. Поэтому желательно проверить червяк на жесткость по следующему условию (консольные силы не учтены) ,где – приведенный момент инерции поперечного сечения червяка, мм⁴. .Если расчетное значение прогиба окажется больше допустимого значения, то следует увеличить или уменьшить расстояние между опорами вала-червяка. Допускаемые напряжения изгиба для всех марок . При аналогии с расчетом зубьев зубчатых колес наибольшие кон­тактные напряжения в зоне зацепления определяют по формуле Герца: где — приведенный модуль упругости материалов червяка и колеса; — приведенный радиус кривизны профилей сцепляющихся зуба колеса и витка червяка; — коэффициент Пуассона (для стали, бронзы и чугуна = 0,3); — нормальная нагрузка, приходящаяся на единицу длины контактных линии колеса и червяка. Для обеспечения нор­мальной работоспособности для червячных редукторов (закрытой переда­чи) производят тепловой расчет. В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидны м (б) червяком.Глобоидная передача имеет повышенный К. П. Д., более надежна и долговечна, но из-за сложности изготовления имеет ограниченное применение. В зависимости от направления линии витка червяка червячные передачи бывают с правым и левым направлением линии витка.

50(продолжение). Тепловой расчет червячной передачи при ус­тановившемся режиме работы производят на основе теплового баланса, т. е. приравнивания тепловыделения теплоотводу. Условие нормального теплового режима: где — температура масла в корпусе редуктора; — допускаемая темпе­ратура масла в корпусе редуктора. Допускаемое значение зависит от сорта масла, его способности сохранять смазывающие свойства при повышении температуры. Для обычных редукторных масел допускают t₁= 60...70°С,; - определяют из условия теплового баланса, а именно: выделяемое червячной парой тепло должно полностью отводиться в окружающую среду где — количество теплоты, выделяемое передачей при непрерывной рабо­те; — количество теплоты, отводимое свободной поверхностью корпу­са передачи за то же время. Количество теплоты, выделяющейся в передаче в секунду, или тепловая мощность где P ₁ – мощность на входном валу передаваемая червяком, Вт; – КПД передачи. Количество тепла, отводимое через поверхность охлаждения корпуса редуктора, где А – площадь поверхности корпуса передачи, соприкасающаяся с воз­духом, м². – внутренняя температура редуктора или температура масла, °С; – температура окружающей среды (воздуха), °С (при проектировании обычно принимают = 20°С); – коэффициент теплопередачи — количество теплоты, передаваемое в окружающую среду с единицы поверхности в 1 с при разности. температур в 1°С, Вт/(м² °С). При нормальной циркуляции воздуха вокруг корпуса = (14-17,5) Вт/(м^{2 0}С), при плохой – = (8-10,5) Вт/(м² °С). Итак, на основании теплового баланса можно определить температуру масла . Тепловой расчет червячной передачи выполняют как проверочный. При необходимо предпринять меры от перегрева.

Дата добавления: 2015-07-15