Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

44. Особенности
расчета косозубых и шевронных колес на сопротивление контактной и изгибной
усталости. Чем обуславливается повышение нагрузочной способности косозубых и
шевронных передач по сравнению с прямозубыми.

Контактная усталость:

В косозубых и шевронных передачах
зубья входят в зацепление постепенно. Расчет проводят с учетом геометрии в
сечении, нормальном к направлению зуба.

Результирующая сила в нормальной
плоскости на делительной окружности Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение. Суммарная
длина контактных линий Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение, . Радиус
кривизны эвольвенты в полюсе зацепления в нормальном сечении .

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

Ψab – коэффициент
относительной ширины колеса, KH – коэффициент нагрузки. Условие
контактной прочности Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение, максимальное
расчетное напряжение Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение, T1П
– максимальный вращающий момент на шестерне, T1 – вращающий момент
на шестерне, принятый при расчетах на выносливость при изгибе.

На изгибную усталость:

Для косозубых и шевронных передач
характерно повышенное сопротивление усталости при изгибе.

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

 — коэффициент, учитывающий торцевое
перекрытие.

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение — коэффициент, учитывающий наклон зуба,
получен экспериментально.  — коэффициент осевого
перекрытия.

Прочность зубьев при однократной
нагрузке Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение.

Максимальные расчетные напряжения
, Tmax
– максимальный вращающий момент на шестерне, T – вращающий момент на шестерне, принятый
при расчетах на выносливость при изгибе.

45. Конические зубчатые передачи, достоинства
и недостатки, Область применения. Типы зубчатых колес, основные геометрические
параметры конического зубчатого колеса. Передаточное число конической зубчатой
передачи.

Конические зубчатые
передачи передают механическую энер­гию между валами с пересекающимися осями.
Несмотря на сложность изготовления и монтажа,
конические передачи получили ши­рокое распространение в редукторах общего
назначения, в металлообраба­тывающих станках, вертолетах, авто­мобилях. (Это достоинства).

Недостатки: 1) необходимость регулировки передачи 2)
меньшая нагрузочная способность 3) сложность изготовления и более высокие
точности 4) большие осевые нагрузки.

Зацепление двух конических
ко­лес можно представить как качение без скольжения конусов с углами при
вершинах 2δ1 и 2δ2. Эти конусы назы­вают начальными. Линию касания этих
конусов ОЕ называют полюсной
линией или мгновенной осью в отно­сительном вращении колес. Основное

применение
получили передачи ортогональные с суммарным
углом между осями δ1+ δ2 = 90°. Конические
зубчатые переда­чи выполняют без смещения исходного контура (x1 = 0, х2=0)
или равносмещенными (х2=-х1).
Поэтому начальные конусы совпадают с делительными.

Конические колеса обычно
выполняют прямозубыми или с круговыми зубьями Прямозубые пе­редачи в основном
применяют при окружных скоростях до 3 м/с, при более высоких скоростях применяют передачи с круговыми
зубьями. Конические колеса с косыми зубьями применяют весьма редко из-за
сложности изготовления и контроля.

  • Основные геометрические
    параметры.
  • К основным отно­сятся следующие геометрические параметры
    конических зуб­чатых колес.
  • Углы, делительных конусов связаны с их диаметрами (и числами зубьев z).

Модуль конического колеса меняется по длине зуба. За ос­новной принимают окружной
модуль на внешнем торце mte, который удобно измерять. Внешние
делительные диаметры колес равны

  1. Внешнее конусное
    расстояние
  2. Конусное
    расстояние до середины зуба
  3. , где  — коэффициент ширины зубчатого венца.
  4. Средний
    делительный диаметр и модуль находят из подобных треугольников
  5. Диаметр
    вершин зубьев
  6. При
    расчете на прочность конические колеса заменяют на
    равнопрочные им цилиндрические колеса. Диаметр эквивалентного зубчатого колеса
    равен
  7. .
  8. Эквивалентное
    число зубьев из зависимости  равно
  9. .
  10. Для
    передач с круговыми зубьями приводят еще косозубое колесо к прямозубому

Понижающие
конические передачи можно выполнять с передаточным отношением u=1…10. Обычно u.

Источник: http://nex7.narod.ru/detmash/44-45.htm

Назначение и виды зубчатых передач

Зубчатая передача — это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передаёт или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. 

Зубчатая пара состоит из шестерни и колеса. В большинстве случаев шестерня является ведущим элементом зубчатой пары, а колесо — ведомым, хотя встречается и обратное соотношение.

Обычно шестерня имеет меньший диаметр. Как правило, при рассмотрении одинаковых параметров шестерни и колеса, шестерне присваивают индекс 1, колесу — 2.

Например, Z1 — количество зубьев шестерни, Z2 — количество зубьев колеса.

Зубчатые колёса различаются по форме зубчатого венца, по взаимному расположению валов, по форме зуба относительно оси колеса, по форме профиля зуба, по различным отклонениям от стандартного профиля (корригирование) и т.д. Каждое сочетание перечисленных геометрических особенностей имеет свои особенности выбора конструкции, материала и изготовления колеса.

Форма венца зубчатого колеса цилиндрические зубчатые колёса конические зубчатые колёса Примечания
Форма зубьев относительно оси колеса прямые,  косые  и шевронные винтовые прямые, круговые и тангенциальные
Взаимное расположение осей валов оси валов параллельны  оси валов скрещены  оси валов пересекаются (межосевой угол может быть как равен  90º; так и отличен от 90º)
Профиль зубьев в основном  эвольвентный  Достоинством является малая чувствительно к отклонению межосевого расстояния и возможность изготовления простым инструментом
Модификация профилей зубьев (корригирование) Смещение исходного контура: прямозубые — высотное, угловое;  косозубые — высотное.
Фланкирование
Смещение исходного контура: высотное, тангенциальное. Сочетание высотной и тангенциальной модификации. Фланкирование применяют для  быстроходных зубчатых передач в целях уменьшения сил удара при входе и выходе зубьев их из зацепления 

Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом (шестерней) и рейкой. 

Зубчатая передача — это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передаёт или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. 

Зубчатая пара состоит из шестерни и колеса. В большинстве случаев шестерня является ведущим элементом зубчатой пары, а колесо — ведомым, хотя встречается и обратное соотношение.

Обычно шестерня имеет меньший диаметр. Как правило, при рассмотрении одинаковых параметров шестерни и колеса, шестерне присваивают индекс 1, колесу — 2.

Например, Z1 — количество зубьев шестерни, Z2 — количество зубьев колеса.

Зубчатые колёса различаются по форме зубчатого венца, по взаимному расположению валов, по форме зуба относительно оси колеса, по форме профиля зуба, по различным отклонениям от стандартного профиля (корригирование) и т.д. Каждое сочетание перечисленных геометрических особенностей имеет свои особенности выбора конструкции, материала и изготовления колеса.

Форма венца зубчатого колеса цилиндрические зубчатые колёса конические зубчатые колёса Примечания
Форма зубьев относительно оси колеса прямые,  косые  и шевронные винтовые прямые, круговые и тангенциальные
Взаимное расположение осей валов оси валов параллельны  оси валов скрещены  оси валов пересекаются (межосевой угол может быть как равен  90º; так и отличен от 90º)
Профиль зубьев в основном  эвольвентный  Достоинством является малая чувствительно к отклонению межосевого расстояния и возможность изготовления простым инструментом
Модификация профилей зубьев (корригирование) Смещение исходного контура: прямозубые — высотное, угловое;  косозубые — высотное.
Фланкирование
Смещение исходного контура: высотное, тангенциальное. Сочетание высотной и тангенциальной модификации. Фланкирование применяют для  быстроходных зубчатых передач в целях уменьшения сил удара при входе и выходе зубьев их из зацепления 

Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом (шестерней) и рейкой. 

Зубчатые передачи могут отличаться по условиям работы зубчатого зацепления. Они могут быть как открытыми, так и закрытыми. Открытые передачи не защищены от попадания загрязняющих веществ и работают в условиях со скудной смазкой густой консистенции, либо вообще без смазки. 

Зубчатое зацепление используется также в планетарных передачах, в которых ось хотя бы одного зубчатого колеса подвижна.  

Цилиндрические зубчатые колёса

Как видно из таблицы прямозубыми могут быть как цилиндрические, так и конические колёса. 

  • Прямозубые колёса применяют в следующих случаях:
  • 1) при невысоких и средних окружных скоростях, 
  • 2) при большой твёрдости зубьев (когда динамические нагрузки от неточностей изготовления невелики по сравнению с полезными), 
  • 3) также применяются в открытых и планетарных передачах. 
Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение а) прямозубое колесо,

  1. б) косозубое колесо,
  2. в) шевронное колесо
  3. Рисунок 1

Хотя максимальные окружные скорости прямозубых колёс могут доходить до 15 м/с, наиболее часто применяются скорости до 5 м/с. Одним из достоинств прямозубой передачи является отсутствие осевых усилий.

  • Косозубая передача используется обычно в следующих случаях:
  • 1) если нельзя подобрать цилиндрическую прямозубую пару со стандартным модулем при заданных межосевом расстоянии и передаточном отношении;
  • 2) в случае необходимости иметь малое колесо с небольшим числом зубьев при одновременно высоких требованиях к плавности и равномерности передачи;
  • 3) при повышенных окружных скоростях колёс (при средних и высоких скоростях) и требованиях в отношении бесшумности передачи;
  • 4) при больших передаточных отношениях

Косозубые и шевронные зубчатые колёса в зависимости от качества изготовления могут применяться при окружных скоростях до 30 м/с. Косозубые передачи иногда используются при малых окружных скоростях.

Это объясняется некоторыми их преимуществами перед прямозубыми: одновременно в зацеплении находится несколько зубьев, передача вращения происходит более плавно, уменьшаются динамические нагрузки, возникающие вследствие неточности изготовления колёс.

Кроме того, изготовление косозубых колёс не требует специального оборудования и оснастки. Одним из недостатков косозубых колёс является наличие осевого усилия, что вызывает необходимость усиления подшипниковых узлов и вала.

Поэтому при больших осевых усилиях при передачи больших мощностей рационально применение более сложных шевронных передач, в которых осевые усилия скомпенсированы.

Рисунок 2

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение
 Рисунок 3
Цилиндрические передачи с косозубыми (винтовыми) колёсами могут быть как с параллельными осями колёс, так и с пересекающимися.
Вариант с пересекающимися осями колёс возможен в следующих случаях.
1. Оси колёс скрещиваются под углом 90º. В этом случае угол наклона зубьев ведущего колеса больше, чем у ведомого.
2. Оси скрещиваются под углом не равным 90º.  В этом случае угол наклона зубьев ведущего колеса больше, чем угол наклона зубьев ведомого колеса. Возможны три сочетания колёс:

  1. а) ведущее колесо винтовое, ведомое — прямозубое;
  2. б) зубья обоих колес винтовые одного направления;
  3. в) зубья обоих колес винтовые разного направления.
Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение
Рисунок 4

Цилиндрические передачи с внутренним зацеплением

По сравнению с передачами наружного зацепления цилиндрические передачи с внутренним зацеплением имеют во много раз меньшее относительное скольжение рабочих поверхностей зубьев, меньшее удельное давление между рабочими поверхностями зубьев и меньшие размеры при сравнительно большом передаточном отношении и малом межцентровом расстоянии. Однако они не получили большого распространения, поскольку они более сложны в изготовлении и при их применении не обеспечивается достаточная жесткость валов вследствие консольного расположения колеса и шестерни.

Корригирование цилиндрических зубчатых колёс

Цилиндрические зубчатые колёса могут быть как со смещением исходного контура, так и без смещения исходного контура. Эвольвентное зубчатое зацепление обладает ценным свойством: допускает успешную работу передачи и при изменении расстояния между центрами.

Возможно три положения шестерни по отношению к колесу: нормальное, сближенное и раздвинутое.

Таким образом, эвольвентное зацепление допускает использование для образования профиля зубьев различных участков эвольвенты, что даёт возможность осуществлять сдвиги профиля как при неизменном расстоянии между центрами (высотная коррекция), так и при раздвинутых или сближенных центрах (угловая коррекция). 

  •  Смещение исходного контура является одним из видов модификации профилей зубьев (корригирования). Преимущества эвольвентного зацепления при использовании корригирования:
  • — уменьшается минимально допустимое число зубьев (увеличивается модуль при том же диаметре шестерни);
  • — повышается прочность (особенно изгибная, так как зуб утолщается у основания);
  • — повышается износостойкость;
  • — повышается плавность эвольвентных передач.
  • К недостаткам коррегирования можно отнести уменьшение коэффициента перекрытия.

Конические зубчатые колёса

Прямозубые конические колёса применяют при невысоких окружных скоростях (до 2…3 м/с, допустимо до 8 м/с). При более высоких скоростях целесообразно применять колёса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, меньший шум, большую несущую способность и более технологичные. Прямозубые конические передачи обеспечивают передаточное отношение до 3.

При окружных скоростях, больших 3 м/с, в конических редукторах применяют зубчатые передачи с косыми или криволинейными зубьями, которые благодаря постепенному входу в зацепление и меньшим изменением величины деформации зубьев в процессе зацепления работают с меньшим шумом и меньшими динамическими нагрузками. Кроме того, зубчатые колёса с косыми или криволинейными зубьями лучше работают на изгиб, чем прямозубые. Однако для полного контакта зубьев этих передач требуется прилегание зубьев не только по их ширине, но и по высоте, что повышает требования к изготовлению косозубых передач и колёс с криволинейными зубьями. Благодаря своим преимуществам такие передачи могут применяться при передаточных отношениях до 5 и даже выше. Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

  1. Рисунок 5
  2. а) с прямыми зубьями,     б) с косыми зубьями,
  3. в) с криволинейными зубьями,    г) коническая гипоидная передача
Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение
Рисунок 6 — Основные элементы зубьев конических колёс
Конические зубчатые колёса с косыми зубьями могут работать с окружной скоростью до 12 м/с, а колёса с криволинейными зубьями — до 35-40 м/с. Наибольшее распространение получили передачи с криволинейными зубьями, нарезанными по спирали, эвольвенте (паллоидные) или окружности (круговые).Конические колёса с криволинейными зубьями могут иметь различное направление спирали. Зубчатое колесо называется правоспиральным, если со стороны вершины конуса зубья наклонены наружу в сторону движения часовой стрелки, в противном случае колесо называется левоспиральным.

Корригирование конических зубчатых колёс

Применяют в основном высотную коррекцию (корригирование) конических колёс. Также для конических колёс применяется тангенциальная коррекция, заключающаяся в утолщении зуба шестерни и утонении зуба колеса.

Тангенциальная коррекция конических колёс не требует специального инструмента. Для цилиндрических колёс тангенциальную коррекцию не применяют, так как для она требует специального инструмента.

На практике для конических колёс часто применяют высотную коррекцию в сочетании с тангенциальной.

Зубья конических колёс по признаку изменения размеров сечений по длине выполняют трех форм:

Рисунок 7

1.Нормально понижающие зубья. Вершины делительного и внутреннего конусов совпадают. Эту форму применяют для конических передач с прямыми и тангенциальными зубьями, а также ограниченно для передач с круговыми зубьями при mn>2 и Z = 20…100. Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение
Рисунок 8
2. Вершина внутреннего конуса располагается так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растёт с увеличением расстояния до вершины. Эта форма позволяет обрабатывать одним инструментом сразу обе поверхности зубьев колеса. Поэтому она является основой для колес с круговыми зубьями.

Рисунок 9

3. Равновысокие зубья. Образующие делительного и внутреннего конуса параллельны. Эту форму применяют для круговых зубьев при Z>40, в частности при средних конусных расстояниях 75-750 мм.

Передачи с неэвольвентным профилем

Существуют и альтернативные эвольвентной системе зацепления передачи. К ним можно отнести зацепление Новикова и арочные передачи. В зацеплении Новикова уменьшены следующие недостатки эвольвентного зацепления:

  • -малые приведенные радиусы кривизны рабочих поверхностей;
  • — повышенная в связи с линейным контактом зубьев чувствительность к перекосам;
  • — потери на трение в зацеплении в связи с существенным скольжением.
  • Арочные передачи обладают следующими преимуществами по сравнению с эвольвентными:
  • — малая чувствительность к перекосу осей;
  • — повышение прочности зубьев на изгиб.
  • Существуют также треугольные зубчатые зацепления.
Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение
Рисунок 10 Исходный контур передачи Новикова
  1. Звездочки, валы, шестеренки, металлообработка Ремонт шестерен в Екатеринбурге, шестерни, Любая шестерня от изготовителя, звездочки, звездочка, шестерня, стоимость шестерни, Шестерни с круговым зубом, ремонт шестерни, коническая пара, зубчатая передача, нарезка зуба шестерни, производство шестерен, Зубчатое колесо круговой зуб, нарезка кругового зубакруговые зубъя, производство шестерен, крановое колесо, Коническое колесо, Вал шестерни, Шестерни, производство шестерен, червяк, зубчатая пара, зубчатые колеса, венец червячный, звездочки, шестеренки, червячная пара, колесо червячное, вал червяк, маленькая шестерня,
  2. колесико, пластиковая шестерня, шестеренка, шестеренки

Источник: http://irontub.ru/shesterni-i-zubchatye-kolesa/2015-10-17/naznachenie-i-vidy-zubchatykh-peredach

Особенности конических зубчатых передач

Конические зубчатые колеса применяют в передачах, когда оси валов пересекаются под каким-либо углом. Наибольшее распространение имеют передачи с углом 90 °

В конических передачах шестерня обычно располагается консольно, поэтому из-за деформаций вала и особенно подшипников увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зубьев.

Основные геометрические размеры конических зубчатых колес с прямыми зубьями определяют также в зависимости от модуля и числа зубьев. Высота и толщина зубьев конических колес обычно уменьшаются по мере приближения к вершине конуса. Соответственно изменяются шаг, модуль и делительные .

диаметры, которых может быть бесчисленное множество. Для удобства измерения конических колес их размеры принято определять по внешнему торцу зуба, образованному внешним дополнительным конусом.

Образующая 1 внешнего дополнительного конуса перпендикулярна образующей 2 делительного конуса зубчатого колеса (см. рис.14).

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

Рис. 14. Геометрические параметры конического колеса

Для расчета применяют только внешний и средний делительный диаметры – de и dср.

где me – максимальный модуль зубьев.

Он называется внешним модулем. Еще модуль me называется производственным модулем.

Средний делительный диаметр

где mср – средний модуль.

Внешний и средний модуль связаны зависимостью:

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

Внешний модуль можно вычислить, измерив диаметр вершин зубьев на внешнем дополнительном конусе:

здесь δ – угол, равный половине угла при вершине делительного конуса (при измерении колес с понижающей высотой зубьев его приближенно модно принять равным углу конуса вершин зубьев).

Ниже приведены расчетные формулы определения некоторых геометрических размеров прямозубых конических колес:

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

здесь b – ширина венца колеса или длина зуба (см. рис. 14).

Для возможности осевого регулирования зацепления колес при сборке предусматривается возможность перемещения шестерни вдоль оси.

Практика эксплуатации показала, что при одинаковой степени нагруженности конические передачи выходят из строя быстрее цилиндрических.

Конические колеса могут иметь прямые, косые (тангенциальные), криволинейные зубья и редко шевронные зубья.

Роль начальных и делительных цилиндров цилиндрических зубчатых передач в конических передачах играют начальные и делительные конусы. Есть конусы вершин и конусы впадин зубьев.

  • В зависимости от изменения размеров сечения по длине зубья бывают трех типов:
  • 1) пропорционально понижающиеся (вершины делительного конуса и впадин совпадают);
  • 2) понижающиеся (вершины делительного конуса и впадин не совпадают);
  • 3) равновысокие (образующие делительного конуса, конусов впадин и вершин зубьев параллельны).

Как известно модуль — отношение делительного диаметра к числу зубьев колеса. Но для делительного конуса конического зубчатого колеса этих диаметров, а, следовательно, и модулей — множество.

Для удобства условлено размеры конических колес определять по внешнему торцу зуба, образованному внешним дополнительным конусом. Модуль по этому конусу (внешний окружной модуль) — является максимальным.

Для прямозубых колес он обозначается me.

  1. Рис. 15 Схема сил в конической прямозубой передаче
  2. Передаточное число конической зубчатой передачи:
  3. где de1, dе2 — внешние делительные диаметры колес, найденные на внешнем дополнительном конусе;
  4. δ1 , δ2 — углы делительных конусов (равны половинам углов при вершинах делительных конусов).

В зацеплении конической передачи действуют силы (рис. 15): окружная Ft, радиальная Fr и осевая Fa.

Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 3152; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: https://poznayka.org/s75632t1.html

Конические зубчатые пары

СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЯ

Колеса крановые —

лучшие цены в России!

 

Типоразмер Цена (с НДС)
К2Р-320 12 000
К2Р-400 16 400
К2Р-500 21 500
К2Р-700 49 000
К2Р-800 68 000  
К2Р-900 89 000

Муфты МЗ, МЗП на складе!На  26.01.2012г:

Тип Цена МЗ Цена МЗП
МЗ-1 2530 3300 108
МЗ-2 4150 4600 143
МЗ-3 5250 5900 122
МЗ-4 5900 7380 40
МЗ-5 8050 11900 60
МЗ-6 10100 13600 86
МЗ-7 19500 24500 30
МЗ-8 28900 37300 12
МЗ-9 37300 53500 12
МЗ-10 54 300 75500 11
МЗ-11 77200 дог. 3
МЗ-12 114000 дог. 3
МЗ-13 152000 дог. 2
МЗ-14 186400 дог. 2
МЗ-15 256000 дог. 1
МЗ-16 419000 дог. 1

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применениеЗАО «Литейно-механический завод «Прогресс» изготавливает конические пары с прямым и круговым зубом  до 6 класса точности до m-30, D- 3 000 мм   (в т.ч. гипоидные пары)

  • Возможно:
  • изготовление литьевых заготовок или поковок
  • изготовление из материала заказчика
  •                               изготовление по образцу

 Во многих машинах осуществление требуемых движений механизма связано с необходимостью передать вращение с одного вала на другой при условии, что оси этих валов пересекаются. В таких случаях применяют коническую зубчатую передачу.

Различают виды конических колёс, отличающихся по форме линий зубьев: с прямыми, тангенциальными, круговыми и криволинейными зубьями.

Конические колёса с прямым зубом, например, применяются в автомобильных дифференциалах, используемых для передачи момента от двигателя к колёсам

Преимущества и недостатки конических зубчатых передач.

Преимущества:

  • 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.

Недостатки:

  • более сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых колес;
  • большие осевые и изгибные нагрузки на валы, особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес.

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

Колёса гипоидной передач могут иметь косые, или криволинейные, зубья; угол скрещивания осей обычно равен 90°.

Передаточное число большинства передач не превышает 10, однако в некоторых случаях достигает 30 и более. Нагрузочная способность по сравнению с др.

передачами со скрещивающимися осями выше благодаря линейному контакту зубьев и увеличению числа пар зубьев, находящихся в зацеплении. В гипоидной передаче

обеспечивается хорошее притирание сопряжённых поверхностей; этим объясняется плавная и бесшумная работа передачи. При тех же Dk и i шестерня имеет больший размер, чем обычная коническая; это позволяет увеличить диаметр вала шестерни и т. о. сделать его более жёстким, применить подшипники большего размера, т. е. повысить их долговечность.

Недостатком является повышенная опасность заедания, обусловленная скольжением вдоль линий контакта зубьев. Это явление сопровождается снижением несущей способности масляного клина. Опасность заедания устраняется применением противозадирной смазки (гипоидного масла) и термической обработкой зубьев, обеспечивающей высокую твёрдость их поверхности.

Часто используется как главная передача в приводах ведущих колёс автомобилей, сельскохозяйственной техники, локомотивах, а также в качестве привода в станках и прочих индустриальных машинах для обеспечения высокой точности при большом передаточном числе, в текстильных машинах для передачи вращения от одного вала многим десяткам веретён, в прецизионных станках вместо червячных передач.

Изготовление конических пар

Технология изготовления конических колес и валов-шестерен теснейшим образом связана с геометрией боковых поверхностей и профилей зубьев.

Способ копирования фасонного профиля инструмента для образования профиля на коническом колесе не может быть использован, так как размеры впадины конического колеса изменяются по мере приближения к вершине конуса.

В связи с этим такие инструменты, как модульная дисковая фреза, пальцевая фреза, фасонный шлифовальный круг, можно использовать только для черновой прорезки впадин или для образования впадин колёс не выше восьмой степени точности.

Для нарезания более точных конических колёс используют способ обкатки в станочном зацеплении нарезаемой заготовки с воображаемым производящим колесом. Боковые поверхности производящего колеса образуются за счёт движения режущих кромок инструмента в процессе главного движения резания, обеспечивающего срезание припуска.

Преимущественное распространение получили инструменты с прямолинейным лезвием. При прямолинейном главном движении прямолинейное лезвие образует плоскую производящую поверхность. Такая поверхность не может образовать эвольвентную коническую поверхность со сферическими эвольвентными профилями.

Получаемые сопряжённые конические поверхности, отличающиеся от эвольвентных поверхностей, называют квазиэвольвентными.

Конические зубчатые передачи, пары

Конические зубчатые передачи представляют собой механизм, который состоит из скрепленных колес с зубьями. Их применяют для преобразования крутящих моментов и угловых скоростей для передачи вращательного движения. Конические пары необходимы, когда пересекаются приводные валы и нужно передать вращательное движение.

Функции конических зубчатых передач

Конические зубчатые передачи выполняют следующие функции:

  1. передают и преобразуют вращательное движение между звеньями, у которых пересекаются оси вращения;
  2. расширяют компоновочные возможности при проектировании сложных комбинированных и зубчатых механизмов;
  3. позволяют передать движение между звеньями с переменным углом между осями при широком диапазоне его изменения.

Применение конических пар

Конические пары, в том числе и зубчатые, используются в специальных редукторах в металлургии, конусных дробилках, колесных парах монорельсовых конвейеров и других механизмах.

Чтобы заказать конические зубчатые пары, обращайтесь к нам по телефонам, указанным на сайте.

Источник: http://lmz-stell.ru/konicheskie_zubchatye_pary

Конические зубчатые передачи

Они передают вращающий момент между валами с пересекающимися осями (чаще всего под углом 900). Их зубья бывают прямыми, косыми, круговыми и обычно имеют эвольвентный профиль.

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

Рис. 12. Конические зубчатые передачи

В эквивалентных цилиндрических колёсах диаметр начальной окружности и модуль соответствуют среднему сечению конического зуба, вместо межосевого расстояния берётся среднее конусное расстояние, а профили эквивалентных зубьев получают развёрткой дополнительного конуса на плоскость.

Конические зубчатые передачи применяют при пересекающихся (см. рис. 3.2, д, е, ж) или скрещивающихся осях (см. рис.3.2, з — гипоидная передача). Межосевой угол может изменяться в широком диапа­зоне значений (10° < < 170°), но наибольшее распространение имеют ортогональные конические передачи с углом = 90°.

Конические зубчатые передачи по сравнению с цилиндрическими имеют большую массу и габариты, сложнее в изготовлении, а также мон­таже, так как требуют точной фиксации осевого положения зубчатых колес.

Наибольшее распространение имеют конические передачи с прямы­ми и криволинейными зубьями; последние постепенно вытесняют переда­чи с тангенциальными зубьями (см. рис.3.2, д, е, ж).'Конические зубчатые колеса с криволинейными зубьями могут иметь круговую, эвольвентную и циклоидальную линию зубьев; наиболее распространенные колеса с круговыми зубьями.

Конические передачи с криволинейными зубьями по сравнению с прямозубыми имеют большую нагрузочную способность, работают более плавно и, следовательно, динамические нагрузки и шум при их работе меньше. Допуски для конических и гипоидных передач регламентирова­ны стандартом, согласно которому установлено двенадцать степеней точ­ности и соответствующие нормы точности.

Предельные окружные скорости для конических прямозубых (не­прямозубых) колес имеют следующие величины: при 6-й степени точно­сти — до 12 (20) м/с, 7-й степени — до 8 (10) м/с, 8-й степени — до 4 (7) м/с, 9-й — до 1,5 (3) м/с.

Расчет геометрии конических прямозубых передач регламентирован ГОСТом. На рис. 3.22 показаны основные геометрические параметры прямозубого цилиндрического колеса: Re, R — внешнее и среднее конус­ное расстояния; b — ширина зубчатого венца; d, de — средний и внешний

Конические зубчатые передачи: устройство, параметры, применение

делительный диаметры; dae, dfe — внешние диаметры вершин зубьев и впадин; — угол делительного конуса; hас, hfe — внешняя высота дели-

тельной головки и ножки зуба; а = f = — угол делительной головки и ножки зуба.

Углы головки и ножки зуба сделаны одинаковыми для того, чтобы образующая конуса вершин зубьев одного колеса была параллельна обра­зующей конуса впадины второго колеса, в результате чего радиальный зазор по длине прямого зуба будет постоянным (поэтому на рис. 3.22 вершины конусов не совпадают).

По приведенным выше параметрам определяют остальные размеры колес и передачи, в частности:

угол конуса вершин зубьев

угол конуса впадин

(3.38)

межосевой угол передачи (рис. 3.23)

  • (3.39)
  • У конических колес высота, толщина зубьев и окружной шаг по дли­не зуба неодинаковы, поэтому различают два окружных модуля:
  • m — средний делительный окружной модуль, причем d = mz, где z — число зубьев колеса;
  • me — внешний дели­тельный окружной модуль, причем de = mez.
  • Внешний и средний мо­дули пропорциональны со­ответствующим конусным расстояниям, поэтому
  • .
  • Для удобства измере­ний на чертежах задают внешние размеры зубьев и колес, а модуль те называют производственным, который обычно (но не обязательно) слндует округлить до стандартного значения.

Рис.3.23

Сущест­вуют нормальные внешний и средний модули тne и тп.

Профилирование зубьев конических колес с прямыми и тангенци­- альными, а также колес с круговыми зубьями ведется в соответствии со стандартами на соответствующие исходные контуры. Исходный контур для прямозубых конических колес аналогичен исходному контуру для цилиндрических колес (см. рис. 3.11), за исключением радиального зазора

с = 0,2те; внешняя высота головок зубьев пж = те, внешняя высота но­

жек hfe =1,2те, а внешняя высота зуба ha = 2,2те.

Внешний диаметр вершин зубьев равен

dae = de + 2hm cosδ = me(z + 2cosδ). (3.40)

Очевидно, что при Σ = 90°

. (3.41)

а также

Re = d/(2smδ), R=Re-b/2. (3.42)

Углы делительных конусов ортогональных передач легко определя­ются в зависимости от числа зубьев ведущего и ведомого колес, а следо­вательно, от передаточного числа передачи:

tgδ1 = d1/d2 = z1/z2 = 1/и или и = ctgδ1, = tgδ2. (3.43)

  1. Ширину зубчатого венца b по стандарту рекомендуется принимать
  2. или ; (3.44)
  3. вычисленное значение округляется до целого числа, а при проектирова­нии стандартных редукторов значения b принимаются по стандарту.

Кроме ширины венца b указанный стандарт на ортогональные кони­ческие передачи для редукторов устанавливает номинальные значения внешнего делительного диаметра колеса de2 (в основном определяющего габариты редуктора) и номинальные значения передаточных чисел и (от и = 1 до и = 6,3, см. табл. 3.6). В приложении к ГОСТу имеется таблица, в ко­торой для каждого стандартного значения передаточного числа и указаны взаимно согласованные значения de2 и b.

Для прямозубых конических передач рекомендуется и < 3, для пере­дач с криволинейными зубьями и < 6,3; число зубьев меньшего колеса рекомендуется z1 = 18…30.

Эквивалентные колеса.

Зубья конических колес профилируют по эвольвенте так же, как и зубья цилиндрических, но коническая передача является пространственной и поэтому точки ее сопряженных профилей лежат на сферической поверхности, которая не развертывается на плос­кость.

Поэтому профилирование зубьев конических колес с незначитель­ной погрешностью выполняется на поверхности дополнительных конусов(см. Рис. 3.23) которые, мысленно разрезав по образующей, можно раз­вернуть на плоскости.

  • Образующие дополнительных конусов перпендикулярны образую­щим делительных конусов, поэтому диаметры воображаемых прямозубых цилиндрических колес, называемые эквивалентными колесами, определяются по формулам
  • (3.45)
  • где d1 и d2 — углы делительных конусов конических колес.
  • Числа зубьев эквивалентных колес, называемые эквивалент­ными числами зубьев, равны
  • (3.46)
  • где z и z2 — действительные числа зубьев конических колес.

Эквивалентным числом зубьев пользуются при определении коэффициента формы зуба по табл. 3.8

Силы в конической передаче.При силовом расчете конических пе­редач полагают, что равнодействующая сил нормального давления Fnприложена в среднем сечении зуба, а силами трения, как и ранее, пренеб­регают. Разложим силу Fn на три взаимно перпендикулярные составляющие по реальным направлениям (рис. 3.24), в результате чего получим:

  1. окружная сила на шестерне и колесе
  2. (3.47)
  3. радиальная сила на шестерне, численно равная осевой силе на колесе,
  4. (3.48)
  5. осевая сила на шестерне, численно равная радиальной силе колеса

. (3.49)

Расчет зубьев конической передачи на контактную уста- лость.Критерии работоспособно­ сти и методика расчетов на проч- ность конических и цилиндриче- ских передач аналогичны.

Поэто­ му расчет зубьев конических пе- редач сводится к расчету зубьев эквивалентной цилиндрической тередачи с учетом установленного опытным путем коэффициента понижения нагрузочной способ- ности конической передачи, равного 0,85.

Модуль зубьев эквивалентного

цилиндрического колеса принимается для прочностных расчетов равным

модулю т в среднем сечении зуба, а диаметр делительной окружности эквивалентного колеса принимают равным диаметру среднего дополни- тельного конуса; эквивалентное число зубьев будет определяться по ра­

нее выведенным формулам, а передаточное число эквивалентных колес uv будет равно

  • ,
  • так как при = 90° cosδ, = sinδ2, a tgδ2 = и.
  • Подставив в ранее выведенную формулу для проверочного расчета цилиндрических колес параметры эквивалентного колеса
  • (uv = и2, dvl = d1/cosδ1 = ),
  • а также введя коэффициент понижения нагрузочной способности, равный 0,85, получим формулу для проверочного расчета зубьев конических прямозубых передач на контактную усталость:
  • , (3.50)
  • где Z = 462-103 Па1/2 для стальных колес.
  • Формула для проектного расчета прямозубых конических передач на контактную прочность выглядит следующим образом:
  • (3.51)
  • где для предварительных расчетов стальных колес Kd=7700 Па1/3,
  • 1,3, коэффициент ширины колеса относительно среднего диаметра шес­терни .
  • Поскольку основным размером, определяющим габариты кониче­ской передачи, является внешний диаметр колеса, то формулу для про­ектного расчета прямозубых передач можно преобразовать и использо­вать в следующем виде:
  • (3.52)
  • Здесь de2 — внешний делительный диаметр колеса (de2 l,17d2 =1,17d1u); K'd = 16 500 Па1/3 для стальных колес.

Расчет зубьев конической передачи на усталость при изгибе.

Ос­новным видом проектного расчета закрытых конических передач с низ­кой и средней твердостью зубьев является расчет на контактную уста­лость активных поверхностей зубьев, а расчет на усталость зубьев при изгибе применяется как проверочный.

Исключением являются пере­дачи с высокой твердостью активных поверхностей зубьев (Н > 50 HRC3, их нагрузочная способность лимитируется изгибной прочностью); пара­метры таких передач определяют из расчета зубьев на изгиб, причем ос­новным расчетным параметром является модуль.

  1. Проектным расчетом открытых передач также является расчет на ус­талость зубьев при изгибе.
  2. Формула проверочного расчета на изгиб прямозубых конических передач имеет вид
  3. (3.53)

где YF — коэффициент формы зуба, определяемый по табл. 3.8 по эквивалент­ному числу зубьев zv; параметр wFt = 2T1KFβKFv/(d1b); m — средний модуль.

Формула проектного расчета на изгиб прямозубых конических пе­редач имеет вид

, (3.54)

где Кm = 1,4; коэффициент неравномерности нагрузки КFβ определяется по графику на рис. 3.19; числом зубьев шестерни задаются, обычно z, = 18…30; ум « 0,166v и2 +1 (расчет ведется по шестерне).

По найденной величине среднего модуля определяется производст­венный модуль me, который можно округляют до стандартного значения по табл.3.1.

Допускаемые напряжения для расчетов конических передач опреде­ляются так же) как для цилиндрических.

Конические передачи с тангенциальными и криволинейными зубья­ми приближенно рассчитывают по тем же формулам, что и прямозубые, но по нормальному среднему модулю и с введением в знаменатель под­коренного выражения коэффициента Кk, учитывающего большую проч­ность этих зубьев. На основании опытных данных КHk = 1,5 — при расче­тах зубьев на контактную усталость; KFk = 1,0 — при расчетах зубьев на изгиб. Коэффициент Кk вводится вместо коэффициента 0,85.

  • Для обеспечения примерной равнопрочности зубьев на контактную усталость и изгиб внешний окружной модуль можно ориентировочно оп­ределять по формуле
  • (3.55)
  • (для прямозубых передач КFk = 0,85).

Коэффициент формы зуба для криволинейных зубьев определяется по табл. 3.8 по биэквивалентному числу зубьев

  1. zv = z/(cosδ-cos3β),
  2. полученному двойным приведением: конического колеса к цилиндриче­скому и криволинейного зуба к прямому.
  3. Винтовые зубчатые передачи.

Винтовая передача (разновидность ко­созубой) состоит из двух косозубых цилиндри­ческих колес (рис. 41). Однако в отличие от косозубых цилиндрических передач с парал­лельными валами касания между зубьями здесь происходит в точке и при значительных скоро­стях скольжения. Поэтому при значительных нагрузках винтовые зубчатые передачи работать удовлетворительно не могут.

Рис.41. Винтовая зубчатая передача

Червячные передачи.

Червячная передача — механизм, служащий для преобразования вращательного движения между скрещивающимися валами. Обычно червячная передача состоит из червяка 1 и червячного колеса 2 (рис. 3.14).

Червячные передачи относятся к передачам зацеплением, в которых движение осуществляется по принципу винтовой пары: винтом является червяк, а червячное колесо представляет собой узкую часть длинной гайки, изогнутой по окружности резьбой наружу. Червячные передачи широко применяются в металлорежущих станках, подъёмно-транспортном оборудовании, транспортных машинах, в приборостроении.

  • Зубья колеса имеют вогнутую форму, что увеличивает длину контактных линий с червяком и улучшает качество работы передачи.
  • Достоинства червячных передач:
  • • малые передаточные отношения (большие коэффициенты редукции);
  • • компактность при большом коэффициенте редукции;
  • • плавность зацепления и бесшумность работы;
  • • самоторможение (не требуются тормозные, стопорные устройства);
  • • передача больших вращающих моментов.
  • Недостатки червячных передач:
  • • повышенный износ червяка, колеса и их нагрев из-за трения;

• сравнительно низкий КПД из-за трения (h= 0,5…0,92);

• необходимость применения для венцов червячных колёс дорогих антифрикционных материалов (например, бронзы);

• ограниченность передаваемой мощности (не выше 50…60 кВт).

  1. Передаточное отношение червячной передачи
  2. где k — число заходов червяка; z — число зубьев червячного колеса.

Скольжение в зацеплении. При движении витки червяка скользят по зубьям колеса, как в винтовой паре. КПД червячной передачиопределяют по формуле

КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка (увеличивается ) и с уменьшением коэффициента трения или угла трения ф.

Основные критерии работоспособности и расчета. Червячные передачи рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. Здесь чаще наблюдается износ и заедание. Для предупреждения заедания применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк — сталь, колесо — бронза или чугун.

. Основной расчет ведут по контактным напряжениям. Расчет по напряжениям изгиба выполняется как проверочный.

  • Расчет по контактным напряжениям. Уравнение
  • применяют и для расчета червячных передач. Для архимедовых червяков радиус кривизны витков червяка в

Расчет по напряжениям изгиба. На изгибную прочность рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка по материалу прочнее зубьев колеса.

Тепловой расчет, охлаждение и смазка. В червячных передачах происходят значительные потери передаваемой мощности на трение, Поэтому для червячных редукторов производят тепловой расчет. Количество теплоты, выделяющейся в передаче в секунду, или тепловая мощность

где P1 – мощность на входном валу, Вт; η – КПД передачи



Источник: https://infopedia.su/2x8f75.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector