Файл: База ДМиОК ч-2.doc

3.2.3 Цилиндрические косозубые и шевронные передачи

В зубчатых передачах прочность зуба зависит от его размеров и формы в нормальном сечении. Так как нормальное сечение косозубого колеса представляет собой эллипс, то форму косого зуба принято оп­ределять через параметры эквивалентного прямозубого колеса. Дели­тельный диаметр эквивалентного цилиндрического колеса равен ,

где d- делительный диаметр косозубого колеса; угол наклона зубьев.

Эквивалентное число зубьев прямозубого колеса равно ,

где z - число зубьев косозубого колеса.

С увеличением угла увеличиваются величины и повышается прочность косозубых передач. Зубья косозубых передач нагружаются постепенно по мере их захода в зацепление. При этом в зацеплении всегда находится минимум две пары зубьев. Это обеспечи­вает плавность работы косозубых передач, снижает шум и динамические нагрузки.

Очевидно, что с увеличением угла наклона зубьев увеличивает­ся также длина зуба, что приводит к уменьшению удельной нагрузки на зуб и повышению его прочности. Однако во избежание больших осевых сил в зацеплении рекомендуемые значения угла наклона зубьев следует принимать в интервале= 8... 18°. Для шевронных колес допуска­ют большие значения = 25...40°, т.к. осевые усилия в таких пе­редачах взаимно уравновешиваются.

Для повышения нагрузочной способности косозубых передач целесо­образно изготовление шестерни из материала более прочного, чем у ко­леса. Расчет на прочность зубьев косозубых передач проводится по тем же формулам, что и для прямозубых передач. Поскольку косозубые передачи значительно прочнее прямозубых, то в расчетные формулы для напряже­ний вводят соответствующие коэффициенты .

Напряжения изгиба в зубьях косозубых передач опре-деляют из со­отношения где

m= m - стандартное значение нормального модуля.

- коэффициент повышения прочности косозубых передач .

Коэффициент формы зуба определяют из графика рис. 3.20 при эквивалентном числе зубьев. .Коэффициент угла наклона зубьев равен.

Коэффициент торцевого перекрытия равен ,

где знак плюс - для внешнего зацепления,

а знак минус - для внутреннего зацепления.

Таблица 3.4 Коэффициент

Коэффициент неравномерности нагрузки зависит от точности изго­товления и окружной скорости колес и приводится в таблице 3.4.

Коэффициент расчетной нагрузки найдем из соотношения .

В предварительных расчетах можно принять . Коэффици­ентнаходят по графику рис. 3.15. Из формулы для напряжений изгиба можно выразить значение модуля, используемое при проект­ном расчете

Коэффициент ширины шестерни зависит от твердости материала зубьев и лежит в интервале = 20...30. Полученное значение мо­дуля следует округлить до ближайшего большего стандартного значения.

Допускаемое напряжение определяют также как и для прямозубых передач.

Расчет прочности зубьев косозубых колес по контактным напряжени­ям проводят по формуле, аналогичной ранее приведенной для прямозубых колес и имеющей вид:

где - коэффициент повышения прочности косозубых передач, значения которого даны в таблице 3.4.

При проведении проектных расчетов можно определить делительный диаметр шестерни d₁ , если принять

Тогда имеем: .

Найденное значение d следует округлить по стандартному ряду.

Межосевое расстояние при этом равно:

Значение согласовать со стандартным рядом.

Входящие в расчетные формулы параметры определяют из ранее при­веденных формул для прямозубых колес. Для цилиндрических косозубых колес из стали приведенный модуль упругости , поэтому формула межосевого расстояния запишется в виде:

По приведенной формуле выполняют расчет основных параметров зубчатой косозубой передачи .

Поскольку шевронное колесо можно представить состоящим из двух косозубых, то расчет параметров шевронной передачи проводится по формулам для косозубых передач. При этом на каждое косозубое колесо приходится половина крутящего момента, действующего в шевронной пере­даче.

Контрольные вопросы

1. Для каких целей используют зубчатые передачи ? 2. Назовите основные критерии классификации зубчатых передач.

3. Назначение, область применения и виды зубчатых редукторов.

4. Как определить передаточное число одной ступени и многоступенчатого редуктора?

5. В чем состоят особенности геометрии прямозубых и косозубых передач ?

6. Какой параметр называется модулем зацепления? Понятие нормального и окружного модуля в косозубом зацеплении.

7. Какие усилия возникают в прямозубых и косозубых зубчатых зацеплениях?

8. Как найти напряжения в зубьях зубчатых колес от усилий в зацеплении ?

9. Какие материалы применяют при изготовлении зубчатых колес и какие виды термообработки применяются ?

10. Назовите основные виды повреждений зубьев передач.

11. Назовите конструктивные и технологические способы повышения прочности зубьев зубчатых колес.

12. Назовите основные способы нарезания и обработки зубьев зубчатых колес .

13. Как проводится смазка зубчатых колес ?

14. Каковы преимущества косозубых передач по сравнению с прямозубыми ?

15. Как влияет на работу косозубой передачи угол наклона зубьев ?

16. Какие модули различают в косозубых передачах и какой стандартизован ?

17. В каких случаях применяют шевронные зубчатые колеса и какими достоинствами они обладают ?

3.2.4. Конические прямозубые передачи

Цель - изучение области применения, способов изготовления и особенностей

эксплуатации зубчатых передач с коническими колесами. Студент должен иметь представление об особенностях геометрического, силового и прочностного расчетов этого типа передач, уметь правильно проектировать конические колеса.

Коническими называют передачи с зубчатыми колесами, оси кото­рых расположены под некоторым углом. Наибольшее распространение по­лучили передачи с углом 90° между осями колес . Коничес­кие зубчатые колеса выполняют с прямыми, косыми и круговыми зубья­ми (рис. 3.4). Экспериментальные иссле­дования показывают, что нагрузочная способность конической прямо­зубой передачи составляет лишь около 0,85 цилиндрической аналогич­ных размеров. Прямозубые конические колеса следует применять при окружных скоростях колес до 2...3 м/с. При серийном производстве кони­ческих колес неточности изготовления и остаточные деформации после термообработки устраняют обычно притиркой на стендах, заменяя этим трудоемкое шлифование.

Основными геометрическими параметрами конической передачи являются : углы при вершине конусов ₁, ₂, делитель­ные диаметры колеса на внешнем d_l и среднем d_m сечении, внешнее R_е и среднее R_m конусные расстояния, ширина зубчатого венца "b" (рис. 3.21).

Поскольку измерять размеры по внешнему контуру колеса удоб­нее, то их обычно указывают на чертежах. Размеры колеса в среднем сечении используют при силовых расчетах. В качестве стандартного расчетного модуля в конических колесах принимают внешний окружной делительный модуль m_e.

Из рис. 3.21 следуют следующие соотношения для геометричес­ких параметров конической передачи. Внешнее конусное расстояние равно

R_e = 0,5 m_e z_,

где z_ - суммарное число зубьев шестерни и колеса.

. Рис. 3.21. Геометрические параметры

Прямозубой конической передачи

Ширина венца b  0,3 R_e.

Среднее конусное расстояние R_m = R_e - 0,5b.

Внешний окружной делительный модуль m_l связан с окружным модулем в среднем сечении соотношением m_e = m_m