Проектний розрахунок відкритої конічної прямозубої передачі

Модуль зачеплення в середньому перетині зуба конічного колеса розраховують по формулі

,

де, крім розглянутих вище величин (див. п. 2.6), рекомендують призначити і =1,1...1…1,2

Далі розраховують основні геометричні параметри зубчастих коліс відкритої передачі:

- ширину зубчастого вінця (з округленням до цілого числа по ряду нормальних лінійних розмірів);

- ділильний діаметр у середньому перетині зубця шестерні ;

- по заданому (або прийнятому) передаточному числу u_від знаходимо кут при вершині ділильного конусу ;

- середня конусна відстань ;

- зовнішня конусна відстань ;

- модуль зачеплення на зовнішньому торці ;

- зовнішній ділильний діаметр шестірні .

Перевірочний розрахунок такої передачі на витривалість по контактних напругах виконують відповідно до п.2.7 («Розрахунок закритої конічної зубчастої передачі»).

ЧЕРВ'ЯЧНІ ПЕРЕДАЧІ

КОНСТРУКЦІЯ ЧЕРВ’ЯЧНОЇ ПЕРЕДАЧЇ

Черв'ячна передача має перехресні осі валів, звичайно під кутом 90⁰. Вона складається з черв'яка - гвинта з трапецеїдальним різьбленням і зубчастим черв'ячним колесом з зубцями відповідної специфічної форми.

Рис.2.7

Рух у черв'ячній передачі перетвориться по принципу гвинтової пари. Винахідником черв'ячних передач вважають Архімеда.

Переваги черв'ячних передач:

- велике передатне відношення (до 80);

- плавність і безшумність ходу.

На відміну від эвольвентних зачеплень, де переважає контактне кочення, виток черв'яка сковзає по зубці колеса. Отже, черв'ячні передачі мають "по визначенню" один фундаментальний недолік: високе тертя в зачепленні. Це веде до низького КПД (на 20-30% нижче, ніж у зубчастих), зношування, нагріванню і необхідності застосовувати дорогі антифрикційні матеріали.

Крім того, крім переваг і недоліків, черв'ячні передачі мають важливу властивість: рух передається тільки від черв'яка до колеса, а не навпаки. Ніякий обертаючий момент, прикладений до колеса, не змусить обертатися черв'як. Саме тому черв'ячні передачі знаходять застосування в підйомних механізмах, наприклад у ліфтах. Там електродвигун з'єднано з черв'яком, а трос пасажирської кабіни намотано на вал черв'ячного колеса щоб уникнути самовільного опускання або падіння.

Цю властивість не треба плутати з реверсивністю механізму. Адже напрямок обертання черв'яка може бути будь-яким, приводячи або до підйому, або до опускання тієї ж ліфтової кабіни.

Передатне відношення черв'ячної передачі знаходять аналогічно циліндричній

де z₂ – число зубців колеса, а роль числа зубців шестерні z ₁ виконує число заходів черв'яка, що звичайно дорівнює 1, 2, 3 або 4.

Очевидно, що одно західний черв'як дає найбільше передатне відношення, однак найвищий КПД досягається при багато західних черв'яках, що пов'язане з зменшенням тертя за рахунок росту кута тертя.

Основні причини виходу з ладу черв'ячних передач:

- поверхневе викришування;

- злам зуба.

Це нагадує характерні дефекти зубчастих передач, тому і розрахунки проводяться аналогічно [44].

ОСЬОВИЙПЕРЕТИН ЧЕРВ’ЯКА

ρ₁ = ∞

В осьовому перерізі черв'ячна пара фактично являє собою прямо бічне рейкове зачеплення, де радіус кривизни бічної поверхні "рейки" (гвинта черв'яка) r₁ дорівнює нескінченності і, отже, наведений радіус кривизни дорівнює радіусу кривизни зубця колеса

r_пр = r₂.

Далі розрахунок проводиться по формулі Герца-Бєляєва.

Рис. 2.8

Із проектувального розрахунку знаходять осьовий модуль черв'яка, а по ньому і всі геометричні параметри зачеплення.

Особливість розрахунку на вигин полягає в тому, що приймається еквівалентне число зубців , де g - кут підйому витків черв'яка.

Внаслідок нагрівання, викликаного тертям, черв'ячні передачі будують також і у тепловому розрахунку. Практика показує, що механізм небезпечно нагрівати вище 95 ⁰ С. Допустима температура, призначається 65⁰ С.

Рівняння для теплового розрахунку складається з балансу теплової енергії, а саме: тепло яке виділяється черв'ячною парою повинне повністю відводитися в навколишнє середовище

Q_{виділяеме} = Q_{відводяче}

Розв’язуючи це рівняння, знаходимо температуру редуктора, що передає задану потужність N

.

де K_T – коефіцієнт тепловіддачі,

S – поверхня охолодження (корпус),

t_o – температура навколишнього середовища,

Y – коефіцієнт тепловідводу в підлогу.

У випадку, коли розрахункова температура перевищує допустиму, то варто передбачити відвід надлишкової теплоти. Це досягається оребрінням редуктора, штучною вентиляцією, змійовиками з охолодною рідиною в масляній ванні й т.п.

Оптимальна пара тертя це "сталь по бронзі". Тому при сталевому черв'яку черв'ячні колеса повинні виконуватися з бронзових сплавів. Однак кольорові метали дорогі і тому з бронзи виконується лише зубчастий вінець, що кріпиться на порівняно дешевій сталевій маточині. Таким чином, черв'ячне колесо - складальна одиниця, де найпопулярніші способи кріплення вінця це або відцентрове лиття в кільцеву канавку маточини; або кріплення вінця до маточини болтами за фланець; або посадка з натягом і стопоріння гвинтами для запобігання взаємного зсуву вінця і маточини.

ЗЄДНАННЯ ВІНЦЯ З МАТОЧИНОЮ

ВІДЛИВКА ФЛАНЕЦЬ ПОСАДКА ВМАТОЧИНУ ПІД БОЛТИ З НАТЯГОМ

Кріплення вінця до маточини повинне забезпечувати фіксацію як від провороту (осьова сила черв'яка = окружній силі колеса), так і від осьового "зняття" вінця (окружна сила черв'яка = осьовій силі колеса).

Питання для самоконтролю

1. Яке призначення передач у машинах?

2. Які області застосування прямозубих і косозубих передач?

3. Які порівняльні переваги прямозубих і косозубих коліс?

4. Як визначається передатне відношення і передаточне число?

5. Які головні види руйнувань зубчастих коліс?

6. Які сили діють у зубчастому зачепленні?

7. Які допущення приймаються при розрахунку зубів на контактну міцність?

8. По якій розрахунковій схемі виконується розрахунок зубців на вигин?

9. У чому полягають переваги і недоліки планетарних передач?

10. Для чого створені хвильові передачі і у чому полягає принцип їхньої роботи?

11. У чому полягають переваги і недоліки хвильових передач?

12. Для чого створені зачеплення Новикова і у чому полягає принцип конструкції їхніх зубців?

13. У чому полягають переваги і недоліки зачеплень Новикова?

14. У чому полягає принцип конструкції черв'ячної передачі?

15. Які переваги і недоліки черв'ячних передач?

16. Яка властивість черв'ячної передачі відрізняє її від інших передач?

17. Які основні причини поломок черв'ячних передач?

18. З яких умов знаходять температуру черв'ячної передачі?

19. Які методи можуть застосовуватися для зниження температури черв'ячної передачі?

20. Які матеріали повинні застосовуватися для черв'ячної передачі?

21. Які особливості конструкції черв'ячних коліс?

Дата добавления: 2015-12-07