Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конические зубчатые передачи

Конические зубчатые передачи

Основное применение конических зубчатых колес в передачах между валами, оси которых расположены под углом. Геометрические параметры, силы и передаточное число детали. Компоновочные возможности при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.

РубрикаПроизводство и технологии
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления14.02.2011
Размер файла3,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт

Кафедра теоретических основ химического машинострония

Конические зубчатые передачи

1. Геометрические параметры конических зубчатых передач

2. Силы в конических зубчатых передачах

3. Передаточное число

4. Приведение прямозубого конического колеса к эквивалентному прямозубому цилиндрическому

Список использованной литературы

Конические зубчатые колеса применяют в передачах между валами, оси которых расположены под углом. Основное применение имеют передачи с пересекающимися под углом 90° осями, т. е. ортогональные передачи, которые рассматриваются ниже. Передачи с межосевым углом, не равным 90°, применяют редко из-за сложности форм и технологии изготовления корпусных деталей, несущих эти передачи, хотя для изготовления самих колес межосевой угол передачи не имеет значения. Пересечение осей валов затрудняет размещение опор. Одно из конических колес, как правило, располагают консольно. При этом увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. В коническом зацеплении действуют осевые силы, наличие которых усложняет конструкцию опор. Все это приводит к тому, что по опытным данным нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет лишь около 0,85 цилиндрической. Несмотря на отмеченные недостатки, а также то, что конические колеса сложнее, чем цилиндрические в изготовлении и монтаже, конические передачи имеют, широкое применение, поскольку по условиям компоновки механизмов довольно часто необходимо располагать валы под углом. Конические колеса выполняют с прямыми, тангенциальными, круговыми и другими криволинейными зубьями

Прямозубые конические колеса следует применять при невысоких окружных скоростях (до 2. 3 м/с) как наиболее простые в монтаже (допустимо до 8 м/с). При более высоких скоростях целесообразно применять колеса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, меньший шум, большую несущую способность и более технологичные. Зубья обрабатывают на специальных станках для нарезания конических колес. В массовом и крупносерийном производстве в связи с возможностью компенсации при нарезании зубьев последующих закалочных деформаций конические колеса не шлифуют, а ограничиваются притиркой. В конических передачах для обеспечения при сборке правильного контакта зубьев предусматривают возможность осевой регулировки зубчатых колес. Несущая способность конических зубчатых передач с повышенным перекосом осей (от консольного расположения, недостаточной жесткости валов и корпусов) может быть несколько повышена даже по сравнению с передачами, имеющими круговой зуб, выполнением зубьев двояковыпуклыми и вогнутыми. Обе стороны зуба шестерни нарезают выпуклыми, а колеса — вогнутыми. Выигрыш получается вследствие того, что удельная жесткость пары зубьев не меняется по длине зубьев и пятно контакта при деформации валов не смещается.

1. Геометрические параметры конических зубчатых передач

Геометрические расчеты конических колес аналогичны расчетам цилиндрических. Зубья конических колес образуются обкатыванием по плоскому колесу с прямолинейным профилем зубьев аналогично тому, как зубья цилиндрических колес образуются обкатыванием по рейке. Число зубьев плоского колеса (может получиться дробным). Вместо начальных и делительных цилиндров цилиндрических колес в конических колесах вводятся понятия: начальный и делительный конусы, которые, как правило, совпадают, так как для конических колес угловую коррекцию практически не применяют. В качестве торцовых сечений рассматривают сечения поверхностями дополнительных конусов, т. е. Конусов, оси которых совпадают с осью колеса, а образующие перпендикулярны к образующим делительного конуса. Используются понятия внешнего и внутреннего дополнительных конусов (ограничивающих зубчатый венец) и среднего дополнительного конуса. Действительные профили зубьев конических колес весьма близки к профилям воображаемых эквивалентных цилиндрических колес с радиусами делительных окружностей, равными длинам образующих дополнительных конусов. Зубья конических колес по признаку изменения размеров сечений по длине выполняют трех форм.

Осевая форма I — нормально понижающиеся зубья; вершины делительного и внутреннего конусов совпадают (а). Эту форму применяют для конических передач с прямыми и тангенциальными зубьями, а также ограничено для передач с круговыми зубьями при и

Осевая форма II(б) — вершина внутреннего конуса располагается так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растет с увеличением расстояния от вершины. Эта форма позволяет обрабатывать одним инструментом сразу обе поверхности зубьев колеса. Поэтому она является основной для колес с круговыми зубьями, широко применяется в массовом производстве.

Осевая форма III (в) —равновысокие зубья; образующие делительного и внутреннего конусов параллельны. Эту форму применяют для круговых зубьев при , в частности при средних конусных расстояниях 75—750 мм. Формы II и III получают смещением вершины конуса впадин и вершины делительного конуса (б, в). Области применения подробнее см. ГОСТ 19326—73.

У конических колес удобно измерять, а потому и задавать размеры зубьев на внешнем дополнительном конусе. В зубчатых колесах с зубьями формы I обычно оперируют окружным модулем на внешнем торце. В зубчатых колесах с зубьями формы II и III преимущестенно оперируют нормальным модулем на середине ширины зубчатого венца. Круговые зубья нарезают немодульным инструментом, позволяющим обрабатывать зубья в некотором диапазоне модулей. Поэтому допускается применять передачи с нестандартными и дробными модулями.

Читайте так же:
Гидроключ для затяжки болтов

Соотношение между модулями и следующее:

где — внешнее конусное расстояние Угол наклона линии зуба выбирают, учитывая, что увеличение улучшает плавность зацепления, но при этом возрастают усилия. При круговых зубьях преимущественно применяют = 35°, а при тангенциальных 20. 30°, обычно угол выбирают кратным 5°. Минимально допустимые числа зубьев приведены в таблице:

Для уменьшения шума рекомендуют применять притирку и выбирать некратные числа зубьев колес. Для зубчатых передач с твердостью рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса число зубьев шестерни рекомендуют выбирать по следующим графикам в зависимости от внешнего делительного диаметра шестерни , при твердости и < 350 НВ выбранные значения увеличивают в 1,6 раза; при и увеличивают в 1,3 раза. Основные геометрические соотношения в конических передачах приведены далее. Корригирование конических зацеплений по сравнению с цилиндрическими имеет следующие особенности. Область целесообразного применения высотной коррекции конических зацеплений расширена. Наоборот, угловая коррекция, при которой сумма смещений исходного контура для колес не равна нулю, весьма трудно осуществима из-за необходимости сохранить заданный межосевой угол, поэтому ее практически не применяют. Для конических зацеплений, в отличие от цилиндрических, при u>2,5 удобно применять так называемую тангенциальную коррекцию, заключающуюся в утолщении зуба шестерни и соответственном утонении зуба колеса. Тангенциальная коррекция конических колес не требует специального инструмента, так как ее получают благодаря разведению резцов, обрабатывающих противоположные стороны зубьев. Для цилиндрических колес тангенциальную коррекцию не применяют, так как она требует специального инструмента. Основные размеры конических зубчатых колес с прямыми, тангенциальными и круговыми:

2. Силы в конических зубчатых передачах

Окружная составляющая сил, отнесенная к средней по ширине венца делительной окружности ,

Прямозубые конические Колеса

В связи с тем, что в конических колесах с прямыми и непрямыми зубьями не применяют угловую коррекцию, угол зацепления равен углу профиля инструмента. Сила, раздвигающая зубья действует в плоскости yz. По аналогии с цилиндрическими колесами

Составляющие сил вдоль осей у и z (б — угол начального конуса) соответственно равны:

Суммарная, нормальная к оси вала сила (в плоскости ху) :

Конические колеса с тангенциальными и криволинейными зубьями.

Удобно рассматривать два расчетных случая, различающихся направлением отдельных составляющих сил на зубьях.

Случай 1. Сила нормальная к линии зуба (лежащая в плоскости, касательной к делительному конусу), имеет проекцию на образующую делительного конуса, направленную от его вершины.

Сила, раздвигающая зубья, нормальная к образующей делительного конуса (по аналогии с цилиндрическими колесами):

Составляющая силы , направленная вдоль образующей делительного конуса,

Составляющие силы по осям координат у и z определяются как алгебраическая сумма проекций сил и на эти оси:

Случай 2. Сила , нормальная к линии зуба, имеет проекцию на образующую начального конуса, направленную к его вершине. В связи с этим в предыдущих формулах вторые члены меняют знаки на обратные. Направление осевой силы к вершине конуса нежелательно в связи с возможностью заклинивания передачи при значительных осевых зазорах в подшипниках. Нетрудно себе представить, что при радиальная сила на шестерне по абсолютной величине равна осевой силе на колесе, а осевая сила на шестерне равна радиальной силе на колесе.

При определении сил, действующих на валы и оси, с учетом сил трения исходным является положение о том, что суммарная сила взаимодействия между зубьями наклонена в плоскости скольжения под углом трения относительно общей нормали к поверхности зубьев. Можно использовать формулы с увеличенными на углы трения углами зацепления. При этом для прямозубых колес получают точные зависимости, а для непрямозубых — приближенные, но близкие к точным.

3. Передаточное число

Как и у цилиндрических передач :

Кроме того, выразив d1 и d2 через конусное расстояние R и углы делительных конусов б1 и б2, получим и при сумме

4. Приведение прямозубого конического колеса к эквивалентному прямозубому цилиндрическому

Параметры эквивалентных колес используют при расчетах на прочность. Форма зуба конического колеса в нормальном сечении дополнительным конусом такая же, как у цилиндрического прямозубого колеса. Эквивалентное цилиндрическое колесо получим как развертку дополнительного конуса — ограниченного углом . Диаметры эквивалентных колес

Выражая диаметры через z и т, запишем или числа зубьев эквивалентных колес , .

(Допускают применение нестандартных модулей, если это не связано с применением специального инструмента)

Знание изложенного материала позволит правильно рассчитать зубчатую передачу с коническими колесами. Нельзя забывать, что конические колеса сложнее, чем цилиндрические в изготовлении и монтаже, поэтому их нужно применять только там, где это оправдано конструктивными особенностями привода.

В итоге, не будет лишним кратко изложить достоинства и недостатки данной передачи, так как это основной критерий, который определяет обоснованность ее выбора в каждом конкретном случае:

обеспечение возможности передачи и преобразования вращательного движения между звеньями с пересекающимися осями вращения;

возможность передачи движения между звеньями с переменным межосевым углом при широком диапазоне его изменения;

расширение компоновочных возможностей при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.

более сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых колес;

большие осевые и изгибные нагрузки на валы, особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес.

Читайте так же:
Какая болгарка лучше бош или макита

конический зубчатый вал деталь

Список использованной литературы

1. Решетов Д. Н., Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1989.— 496 с: ил.

2. Кудрявцев В. Н., Курсовое проектирование деталей машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.—Л., Машиностроение, 1984, 400 с.

3. Яковенко В. А., Конспект лекций по курсу детали машин

4. Еремеев В. К., Конспект лекций по курсу детали машин

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Геометрические параметры конических зубчатых передач. Силы в конических зубчатых передачах. Передаточное число как отношение числа зубьев ведомой шестерни к ведущей. Приведение прямозубого конического колеса к эквивалентному прямозубому цилиндрическому.

реферат [2,5 M], добавлен 15.03.2014

Конструктивные особенности и параметры цилиндрических и конических зубчатых передач. Насадной зубчатый венец. Скольжение зубьев в процессе работы передачи. Силы в прямозубой цилиндрической передаче. Критерии работоспособности закрытых зубчатых передач.

презентация [178,1 K], добавлен 25.08.2013

Зубчатые механизмы, в которых движение между звеньями передается последовательным зацеплением зубьев. Классификация зубчатых передач. Элементы теории зацепления передачи. Геометрический расчет эвольвентных прямозубых передач. Конструкции зубчатых колес.

презентация [462,9 K], добавлен 24.02.2014

Геометрия зубчатого зацепления. Циллиндрические, конические, червячные, прямозубные, шевронные колеса. Основные параметры рейки. Геометрические размеры передач. Ряды зубчатых колес. Построение картины скоростей для планетарного зубчатого механизма.

презентация [217,1 K], добавлен 04.09.2013

Параметры цилиндрических косозубых колес. Конструкции и материалы зубчатых колес, их размеры и форма. Конические зубчатые передачи и ее геометрический расчет. Конструкция и расчет червячных передач. Основные достоинства и недостатки червячных передач.

реферат [2,0 M], добавлен 18.01.2009

Виды зубчатых передач. Параметры цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления. Виды разрушения зубьев. Критерии расчета зубчатых передач. Выбор материалов зубчатых колес и способов термообработки. Допускаемые напряжения при пиковых нагрузках.

курс лекций [2,2 M], добавлен 15.04.2011

Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.

Особенности коническо-цилиндрических редукторов

Особенности коническо-цилиндрических редукторов

Сегодняшние технологии машиностроения позволяют изготавливать самые разнообразные виды мотор-редукторов, обеспечивающих работу машин и механизмов. Коническо-цилиндрический редуктор – это тип комбинированных механизмов, который сочетает в себе элементы конических зубчатых и цилиндрических передач. Он устанавливается случае, если оси выходного и входного валов размещаются под углом 90 градусов друг к другу.

Приводы такого типа отличаются повышенной стойкостью к переменным нагрузкам, внушительным эксплуатационным сроком, высоким коэффициентом полезного действия и удельной мощности. Они относительно просты в использовании и не требуют регулярного технического мониторинга.

В этой статье мы кратко рассмотрим, то такое конический редуктор, чем он отличается от цилиндрического и что из себя представляет устройство, являющееся, по сути, их гибридом.

Конический редуктор: описание

Редуктор коническо-цилиндрический фото

Конструкция конического редуктора включает корпус, в котором располагаются зубчатые колеса, подшипники валов, валы, системы их смазки и т.д. Корпус гарантирует безопасность, эффективную смазку и, как следствие, высокий коэфициент полезного действия, в сравнении, например, с устройствами без корпуса.

Коническо-цилиндрический редуктор – это аппарат с несколькими цилиндрическими и одной конической передачей, потому большинство обзоров рассматривают особенности конических и коническо-цилиндрических редукторов вместе.

По конструктивным особенностям коническая передача очень схожа с цилиндрической. Например, передача усилия колес у обоих типов совпадает. Но есть важное отличие. Итак, чем отличается конический редуктор от цилиндрического:

  • рассматриваемый тип редуктора оснащен колесами в форме усеченного конуса, на торцевой части которого есть резьба.
  • Оси валов, на которых установлены усиленные конические колеса, пересекаются: как правило, под прямым углом, или под другим углом в случае подбора других колес.
  • усилие при работе шестерней осуществляется по направлению к оси вала под углом. Поэтому механизмы конического и коническо-цилиндрического типа должны отдельно фиксироваться для предупреждения бокового давления на ось привода, что может вызвать сложности с конструированием механизмов с их участием.

В редукторах конического типа может быть только одна передача.

Достоинства и недостатки конического редуктора

Основные достоинства и недостатки конических редукторов совпадают с цилиндрическими, так как они весьма близки между собой конструктивно. Это высокий КПД, минимальные потери энергии, возможность прокрутить выходной вал даже при минимальных усилиях, отсутствие нагрева, кинематическая точность.

Среди положительных сторон непосредственно конических и коническо-цилиндрических моделей можно отметить:

  • Угловое расположения вала. При помощи цилиндрического механизма передача усилия с мотора на рабочий аппарат невозможна, если их валы не параллельны. Конические редукторы решают эту проблему. В некоторых случаях это помогает сэкономить деньги на установке дорогостоящего червячного редуктора.
  • Абсолютная стойкость к переменным и кратковременным нагрузкам. Это качество обуславливает нередкое использование конического и коническо-цилиндрического редуктора в производственных процессах с частыми запусками.
  • Практически бесшумная работа.
  • Не требует специального техобслуживания.
  • Очень большой срок эксплуатации.

Кроме того, в силу конструкционных особенностей они демонстрируют большую склонность к заеданию. Прежде всего, речь идет о редукторах с гипоидной передачей.

Особенности использования конических и коническо-цилиндрических редукторов

Одним из названных выше преимуществ является возможность выпуска широкого ряда приборов с разным передаточным числом конического редуктора (что, кстати, также объединяет этот тип редуктора с цилиндрическим).

Читайте так же:
Как размагнитить кинескоп в домашних условиях

Как и цилиндрические, конические модели широко используются в самых разных областях областях. Они нередко устанавливаются в приводах машин, станков и т.д, в первую очередь для поворотных механизмов.

В целом, коническо-цилиндрические редукторы устанавливаются в оборудовании и машинах, эксплуатация которых требует сочетания мощности нагрузки и плавности хода приводного механизма.

Основные типы механизмов, в которые устанавливается редуктор конический и коническо-цилиндрические редукторы:

  • Оборудование пищевой промышленности;
  • Транспортеры;
  • Оборудование для упаковки;
  • Конвейерные агрегаты;
  • Кормораздача;
  • Металлургия;
  • Оборудование для обработки древесины;
  • Машиностроительная отрасль.

Особенности сборки конического редуктора

Подробное описание конического редуктора будет неполным без обзора правил сборки устройства.

Они по большей части схожи с правилами сборки цилиндрических моделей.

Это осуществляется только методом регулировки. Для этого применяются металлические прокладки, размещенные под фланцами крышек. Прокладки продаются комплектами, в которых собраны тонкие кольца из металла толщиной от 0,1 до 0,8 мм. С их помощью осуществляется перемещение во время сборки стакана, где монтируется узел вала ведущего типа. Кольца прокладок размещают под фланцами стаканов.

Техника безопасности при сборке

Для того, чтобы добиться точной сборки без угрозы для оператора, необходимо соблюдать прописанные нормы безопасности.

  • при сборке необходимо использовать только исправный инструмент, без дефектов и поломок;
  • все составляющие конструкции редуктора, подготовленные для монтажа, должны быть защищены от случайного падения;
  • передавать деталь в руки другого человека следует с особой осторожностью;
  • категорически запрещается подкладывать пальцы под детали редуктора, в том числе и под крышку.

Допуск к производству коническо-цилиндрического редуктора работ выдается исключительно после прохождения соответствующего инструктажа, изучения техники безопасности и методики сборки.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

Существует огромное количество техники, оборудования и просто автомобилей, где используются механические передачи с зубчатым типом зацепления. Если говорить простым языком, то усилие в такой передаче передаётся за счёт того, что пара зубчатых колёс цепляется друг за друга и начинается вращение.

Подобные виды передач получили широчайшее распространение в производстве автомобилей, тяжёлой техники, всевозможных механизмов и пр. С их помощью передаётся и меняется скорость вращения, направление движения, момент и пр.

Главная задача состоит в том, чтобы преобразовать вращательное движение и изменить текущее положение механизмов. Существует несколько разновидностей зубчатых передач, они имеют свои сильные и слабые стороны.

Разновидности

Начать стоит с изучения видов зубчатых передач, которые нашли широкое применение в разных отраслях, включая автомобилестроение.

Основной акцент будет сделан именно на автомобилях. В них используются различные типы зубчатых передач.

Зацепление зубцами способствует эффективной передаче вращательного движения, поступающего от автомобильного двигателя. В это же время преобразуется движение, меняется частота вращения, изменяется показатель крутящего момента.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

Чтобы выполнять подобные функции, требуется использовать соответствующие механизмы. Согласно действующей классификации зубчатых передач, их можно разделить на несколько категорий.

  1. Цилиндрические. Эти передачи включают в себя пары преимущественно с разным числом зубцов. Оси зубчатых колёс в случае с цилиндрическими передачами параллельные. Важно помнить о таком понятии как передаточное отношение. Это отношение количества зубьев. Что интересно, зубчатое колесо, большее по размеру, так и называют, а вот колесо с меньшими габаритами принято называть шестернёй.
  2. Зубчатые конические передачи. У них есть одна важная особенность. В случае с коническими зубчатыми передачи оси их колёс пересекаются. При этом вращение передаётся непосредственно между валами, которые могут располагаться под разным углом. В зависимости от того, какое колесо окажется ведущим в ситуации с конической зубчатой передачей, сама передача может оказаться повышающей или понижающей.
  3. Червячные. Аналогом конической зубчатой передачи является червячная. Здесь предусмотрены скрещивающиеся оси вращения. Добиться большого передаточного числа можно за счёт соотношения количества зубцов на колесе и количества заходов так называемого червяка. Червяки делятся в зависимости от числа заходов. Они бывают одно-, двух- и четырёхзаходными. Тут есть ещё одна важная особенность. Здесь передача вращения происходит только на червячное колесо от самого червяка. Реализовать обратный процесс нельзя, поскольку возникнет сильное трение. У такой передачи предусмотрена способность самостоятельного торможения, что реализовано за счёт червячного редуктора. Наглядным примером выступает подъёмный механизм для работы с грузом.
  4. Реечные. Конструкция предусматривает использование зубчатых колёс и реек. Тем самым удаётся превратить вращательное движение в поступательное, как и в обратном направлении. Ярким примером выступает автомобильная рулевая рейка.
  5. Винтовые. Применяются передачи такого типа при скрещивании валов. Зубцы имеют точечное зацепление, они быстро изнашиваются из-за нагрузок. Потому винтовые передачи обычно реализуются в разных приборах.
  6. Планетарные. Отличительной особенностью является применение зубчатых колёс, у которых оси подвижные. Обычно предусмотрено наружное колесо с жёсткой фиксацией и с внутренней резьбой. Дополнительно устанавливается центральное колесо, водило и сателлиты. С помощью таких элементов осуществляется перемещение по окружности неподвижного колеса, реализуя тем самым вращение центрального.

У всех разновидностей предусмотрен различный коэффициент перекрытия, являющихся характерной особенностью зубчатой передачи. Так называют величину отношения угла перекрытия колеса к угловому шагу. Что же касается угла перекрытия, то это угол, на который осуществляет проворачивание колесо за время, пока в зацеплении находится одна пара зубцов.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

У конических зубчатых передач, как и у многих остальных, зацепление бывает внутренним и наружным. В случае с наружным расположением ничего сложного нет, поскольку зубцы находятся сверху. Если это внутреннее зацепление, тогда зубцы от большого колеса находятся со стороны внутренней поверхности. Тут реализовать вращение можно исключительно в одном направлении.

Читайте так же:
Копировальный станок по дереву своими руками видео

Что ещё следует знать

Узнав, какие бывают применяемые в механизмах зубчатые передачи, следует немного дополнить информацию.

Рассмотренные зацепления могут применяться в разном сочетании, учитывая используемые кинематические схемы.

Сами передачи отличаются между собой ещё и по форме зубцов, типу и профилю. Это позволяет выделить несколько разновидностей зацепления. Оно может быть:

  • циклоидальным;
  • круговым;
  • эвольвентным.

В основном применяются именно эвольвентные виды зацеплений. Это обусловлено их техническим превосходством над конкурентами.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

Подобные зубцы нарезают путём применения реечных инструментов. У лидирующего вида зацепления передаточное отношение постоянное, и оно не зависит от того, какая степень смещения в отношении межцентрового расстояния.

Но у эвольвентного зацепления есть свой недостаток. Если передаётся большая мощность, в паре выпуклых поверхностей зубцов может сказаться небольшое пятно контакта. Из-за этого образуются дефекты, и постепенно разрушается поверхность.

Особенностью кругового зацепления выступает сцепление выпуклых зубьев с помощью вогнутых колёс. Это хорошо тем, что пятно контакта увеличивается. Но параллельно усиливается трение.

Если говорить про разновидности зубчатых колёс, то они бывают:

  • криволинейными;
  • шевронными;
  • косозубыми;
  • прямозубыми.

Среди них наибольшее распространение получили прямозубые варианты. Они простые в изготовлении, доступные для производства, предельно надёжные в процессе эксплуатации. У них линия контакта всегда остаётся параллельной относительно оси вала.

Недостаток прямозубых колёс в том, что они способны передавать меньший предельный крутящий момент, если сравнивать с шевронными и косозубыми аналогами.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

Косозубые рекомендуется применять в ситуациях, когда необходимо передавать максимально высокую частоту вращения. Тогда механизм будет работать плавно и с минимальным уровнем шума. Но параллельно в таких системах сильно нагружается подшипник, что связано с большим осевым усилием.

У шевронных колёс практически те же преимущества, что и у косозубых аналогов. Но они при этом не нагружают подшипники, поскольку здесь силы разнонаправлены.

Если говорить про криволинейные типы колёс, их актуально использовать в узлах с высоким передаточным отношением. Они меньше шумят в процессе вращения, лучше справляются с работой на изгиб.

Материалы изготовления

Вполне закономерно предположить, что назначение используемых зубчатых передач предусматривает применение высокопрочных материалов для их изготовления.

Поэтому в основе конструкции практически всегда лежит сталь. К прочности шестерни предъявляются повышенные требования в плане прочности, а вот колёса менее требовательные. Их характеристики прочности могут отличаться.

Учитывая этот момент, при производстве шестерней применяются различные материалы. Изделия проходят через дополнительную процедуру обработки. На них воздействуют термически, химически и температурно.

Изделия на основе легированной стали обычно дополнительно улучшают свои характеристики путём цианирования, азотирования и цементации. Это влияет на изменение внутренних характеристик. А вот шестерни на основе углеродистой стали в основном проходят только поверхностные процедуры по закалке.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

С зубьями всё иначе. К ним предъявляются повышенные требования в плане прочности поверхности. При этом сердцевина должна оставаться достаточно вязкой и мягкой. При таких характеристиках можно предотвратить изломы и быстрый процесс износа при активной эксплуатации под нагрузкой.

Колёсные пары, в работе которых не предусматривается высокая нагрузка и повышенная частота вращения, изготавливаются обычно на основе чугуна.

Намного реже при производстве колёсной пары применяется такой материал как бронза, латунь и пластик.

Зубцы колёс создают на основе заготовок, выполненных одним из двух методов. Это штамповка или литьё. Затем проводится нарезка. При нарезке применяются методики обкатки или копирования. Обкатка позволяет создать зубцы с разными параметрами, используя один инструмент. В роли инструментов выступают рейки, долбяки и червячные фрезы.

При использовании метода копирования применяются пальцевые виды фрезы. Затем, завершив нарезку, наступает очередь термообработки. Если требуется получить высокоточное зацепление, после термической обработки обязательно нужно сделать шлифовку и финишную обкатку изделия.

Преимущества и недостатки

Отдельно стоит поговорить об имеющихся достоинствах и недостатках зубчатых передач.

Учитывая их широкое распространение, не удивительно, что специалисты делают акцент на значимых достоинствах. Хотя и без минусов здесь не обошлось.

Какие существуют виды зубчатых передач, их преимущества и недостатки

Начнём с перечня достоинств зубчатых передач. К положительным моментам можно отнести такие характеристики:

  • высокая степень надёжности;
  • способность работать в широком диапазоне скоростей;
  • возможность функционирования при высоких нагрузках;
  • компактные размеры;
  • большой ресурс и запас прочности;
  • высокий показатель КПД;
  • сравнительно небольшая оказываемая нагрузка на подшипники и валы;
  • постоянное передаточное отношение;
  • достаточно простая технология производства;
  • отсутствие сложностей при обслуживании.

Но за столь внушительным перечнем достоинств скрываются и некоторые недостатки.

К числу слабых сторон можно отнести следующие пункты:

  • высокие требования касательно точности установки зубчатых передач;
  • повышенные требования к качеству производства элементов;
  • если вращение происходит на высокой скорости, может появляться шум, что связано с небольшими ошибками при производстве в основном;
  • из-за высокой степени жёсткости эффективной компенсации динамических нагрузок добиться не удаётся, что ведёт к разрушениям, дефектам и пробуксовкам.

Имея дело с зубчатыми передачами, очень важно придерживаться элементарных правил их обслуживания и эксплуатации.

В процессе обслуживания требуется периодический визуальный осмотр, проверка текущего состояния колёс, конструкции и целостности зубцов и шестерней. Со временем на них могут появляться сколы, трещины и прочие повреждения.

Читайте так же:
Зиг машина с электроприводом

Не забывайте проверять зацепление и качество сцепки. Для этого часто применяются специальные краски, которыми обрабатываются зубья. С помощью краски можно понять, какова величина пятна контакта и как зубья располагаются в механизме. Чтобы отрегулировать узел, требуется воспользоваться специальными прокладками.

Зубчатые и червячные передачи

Зубча́тая переда́ча — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.

· передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси.

· преобразование вращательного движения в поступательное, и наоборот.

При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом. Пара зубчатых колёс, имеющих одинаковое число зубьев, — в этом случае ведущее зубчатое колесо называется шестернёй, а ведомое — колесом.

Обычно число зубьев на сопряжённых зубчатых колёсах стремятся делать взаимно простым, что обеспечивает бо́льшую равномерность износа: в этом случае каждый зуб одного колеса будет по очереди работать со всеми зубьями другого колеса.

Классификация

1. По форме профиля зубьев:

· круговые (передача Новикова);

2. По типу зубьев:

3. По взаимному расположению осей валов:

· с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями);

· с пересекающимися осями — конические передачи;

· с перекрещивающимися осями.

4. По форме начальных поверхностей:

5. По окружной скорости колёс:

6. По степени защищенности:

7. По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

· внутреннее зацепление (вращение колёс в одном направлении);

· внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

Реечная передача — один из видов цилиндрической зубчатой передачи, радиус делительной окружности рейки равен бесконечности. Применяется для преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот.

Винтовые, червячные и гипоидные передачи относятся к зубчато-винтовым передачам. Элементы этих передач скользят относительно друг друга.

Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса.

Конструкция

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса

форма профиля резьбы близка к трапецеидальной . На практике применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило, изготовляют составленным из двух материалов: венец — из дорогого антифрикционного материала (например, из бронзы), а сердечник — из более дешёвых и прочных сталей или чугунов.

Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под прямым углом.

Функционирование

Передача предназначена для существенного увеличения крутящего момента и, соответственно, уменьшения угловой скорости. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является необратимой: если приложить момент к ведомому звену (червячному колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых случаях — до 1000.

Достоинства и недостатки

· Большое передаточное отношение в одной паре, благодаря чему червячные редукторы с большим передаточным числом значительно более компактны и менее массивны, чем эквивалентные зубчатые

· Повышенная кинематическая точность

· Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях менее 100 кВт)

· Большие потери на трение (тепловыделение)

· Повышенный износ и склонность к заеданию

· Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки

· Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода

· Передача вращения возможна только в одном направлении (от винта к колесу)

Указанные недостатки обусловлены связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного трения.

Классификация

Червяки различают по следующим признакам:

· по форме поверхности, на которой образуется резьба

· по направлению линии витка

· по числу заходов резьбы

· по форме винтовой поверхности резьбы

· с архимедовым профилем

· с конволютным профилем

· с эвольвентным профилем

Зубчатые колёса различают по следующим признакам:

· по профилю зуба

· прямой — (контакт по точке, не нагруженные передачи)

· вогнутый — «охватывающий» червяк (контакт по линии)

· роликовый — зубы вырожденного сектора заменены на винтовой ролик

· по типу зубчатого колеса

· полное колесо (полный оборот, непрерывное вращение)

· зубчатый сектор (поворот сектора от одного крайнего положения до другого)

· вырожденный сектор (в паре с глобоидным червяком — рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка).

Применение

Червячная передача главным образом применяется в червячных редукторах.

Достаточно часто червячные передачи используются в системах регулировки и управления — самоторможение обеспечивает фиксацию положения, а большое передаточное отношение позволяет достичь высокой точности регулирования (управления) и(или) использовать низкомоментные двигатели.

Благодаря этим же характеристикам червячные передачи и червячные редукторы широко применяются в подъёмно-транспортных машинах и механизмах (например, лебёдках).

Часто в виде червячной пары изготавливаются механизмы натяжения струн (колковая

механика) музыкальных инструментов, например, гитары. В данном применении полезным оказывается эффект самоторможения (необратимость).

Силовое оборудование и системы управления строительной техникой

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector