Вопрос 11

Цилиндрические косозубые передачи: особенности конструкции,

достоинства и недостатки.

Достоинства:

- плавность работы косозубого зацепления. При этом значительно понижаются шум и динамические нагрузки. Зубья нагружаются постепенно по мере захода их в поле зацепле­ния, а в зацеплении всегда находится минимум две пары;

- большая нагрузочная способность по контактным и изгибным напряжениям.

Основным недостатком является наличие в зацеплении осевых сил, которые дополнительно нагружают опоры валов.

Для нарезания косых зубьев используют инструмент такого же исходного контура, как и для нарезания прямых. Поэтому профиль косого зуба в нормальном сечении совпадает с профилем прямого зуба. Модуль в этом сечении является стандартным. В торцовом сечении t-t параметры косого зуба изменяются в зависимости от угла β:

Окружной шаг

окружной модуль

делительный диаметр

межосевое расстояние

Геометрия косозубых колес.

У косозубых колес зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а составляют с ней некоторый угол β. Оси колес при этом остаются параллельными.

Рисунок 33

Коэффициент перекрытия в косозубой передаче

g_α - активная часть линии зацепления (ограниченная цилиндрами вершин зубьев);

P_tb - основной окружной шаг зубьев;

b_w - рабочая ширина венца;

P_x- осевой шаг зубьев;

Коэффициент перекрытия в косозубой передаче:

Таким образом, хотя в косозубых передачах суммарная длина контактных линий изменяется незначительно, в зацеплении участвуют одновременно две-три пары зубьев. При этом зубья нагружаются постепенно, по мере входа их в поле зацепления (в прямозубой передаче зубья входят в зацепление сразу по всей длине).

Усилия в зацеплении зубьев косозубых колес

В косозубой передаче нормальную силу Fn раскладывают на три составляющие: окружную, осевую и радиальную.

Вопрос 12

Конические передачи.

Особенности конструкции

Конические колёса применяют для передачи вращения между валами с пересекающимися осями. Наибольшее распространение имеют передачи, когда оси валов пересекаются под углом δ₁+δ₂=90° (такая передача называется ортогональной). Конические колёса выполняют с прямыми, тангенциальными и круговыми зубьями.

Вместо начальных и делительных цилиндров цилиндрических колёс в конических колёсах вводят понятия начальных и делительных конусов, кото­рые, как правило, совпадают. На начальных поверхностях скорости относительного скольжения зубьев равны нулю.

Достоинства:- передача с пересекающимися валами

-меньшие габариты

Недостатки: - меньшая нагрузочная способность

-более сложное изготовление

-наличие осевой силы дополнительно нагружающей опоры валов(для прямозубых передач)

Классификация: 1) по величине межосевого угла

-ортогональные =90град.

-неортогональные

2) по форме линии зуба

- с прямыми зубьями, V<=5 м/c

-с тангенциальными зубьями, V<15 м/c

- с круговыми зубьями, V<30м/с

Геометрия конических колес. Связь между параметрами конического и

эквивалентного по прочности цилиндрического прямозубого колеса

Размеры по внешнему торцу внешнему дополнительному конусу) колеса удобнее для измерения, их указы­вают на чертежах, а параметры, по которым ведуться расчеты в данном сечении являются стандартными.

При силовых и прочностных расчетах используются размеры среднего сечении зуба.

Высота зуба, шаг и модуль конического колеса переменны по длине зуба. По стандарту выбирают максимальный (внешний) модуль m_e. Соответст­венно для конических зубчатых колёс различают: делительные диаметры - внешний d_e, средний d_m; начальные диаметры - d_we, d_wm; диаметры вершин зубьев - внешний d_ae, средний d_me; диаметры впадин зубьев - d_fe, d_fm.

Формулы для определения некоторых геометрических параметров:

- внешнее конусное расстояние по делительному конусу:

, или

- внешний диаметр вершин:

Размеры в среднем сечении зуба:

- коэффициент ширины колеса.

Среднее конусное расстояние

Передаточное число

Форма зуба конического колеса в нормальном сечении такая же, как и у цилиндрического прямозубого колеса. Эвольвентное колесо, замещающее ре­альное коническое колесо по профилю зубьев, называют эквивалентным.

Из рисунка очевидны зависимости диаметров делительных окружностей эквива­лентных колёс от средних дели­тельных диаметров конических колёс:

Усилия в зацеплении зубьев конических колес. Особенности расчета

конических передач на контактную и изгибную выносливость

Полное усилие F_n раскладываем на три составляющие.

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

.

Полное усилие

Радиальное усилие на шестерне

Осевое усилие на шестерне

Соответственно на колесе

При этом

.

Формулы для расчета на прочность зубьев конических зубчатых колёс аналогичны формулам для зубьев цилиндрических зубчатых колёс, т.к. расчеты строят как расчеты эквивалентных цилиндрических колёс. С учетом коэффици­ента снижения нагрузочной способности конической передачи получены сле­дующие формулы:

- формула для определения наибольших напряжений изгиба у корня зуба

Здесь у=0,85 - коэффициент, учитывающий неравномерность распре­деления нагрузки по длине зубьев (установлен опытным путём и учитывает по­нижение несущей способности конической передачи по сравнению с эквива­лентным цилиндрическим);

Y_F - коэффициент формы - выбираем по тем же таблицам, что и для прямозубых цилиндрических колёс в зависимости от эквивалентного числа зубьев

,

- формула для определения фактических контактных напряжений

для цилиндрических было:

При проектировочном расчете определяют внешнее конусное расстояние