Чернігівський національний педагогічний університет

імені Т.Г.Шевченка

А.П. Чернишов, М.М. Коньок

ДЕТАЛІ МАШИН

ЗУБЧАСТІ ПЕРЕДАЧІ

Посібник для самостійної роботи студентів

Чернігів – 2010

УДК 621.83

ББК К 44

Д 38

Рецензенти

Гетта В.Г. кандидат педагогічних наук, професор

кафедри технологічної освіти та інформатики Чернігівського національного педагогічного університету;

Ховрич  М.О. кандидат педагогічних наук, доцент,

завідувач кафедри технологічної освіти та інформатики Чернігівського національного педагогічного університету.

Укладачі: А.П. Чернишов, М.М. Коньок

Д 38 Деталі машин. Зубчасті передачі. Посібник для самостійної роботи студентів. Для студентів технологічного факультету / Укл. Чернишов А.П., Коньок М.М. – Чернігів: ЧНПУ, 2010. – 56 с.

Рекомендовано до друку Вченою радою технологічного факультету Чернігівського національного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка (протокол №3 від 31 березня 2010 року)

 Чернишов А.П, Коньок М.М. 2010  ЧНПУ, 2010

ЗМІСТ

ВстуП 4

І. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗУБЧАСТІ ПЕРЕДАЧІ 5

1.1. Класифікація зубчастих передач 5

1.2. Основні геометричні параметри евольвентного колеса 8

1.3. Кінематичні характеристики зубчастих передач 9

1.4. Геометричні параметри прямозубих та косозубих циліндричних передач 10

1.5. Силові співвідношення у зачепленні циліндричних зубчастих передач 12

1.6. Основні параметри конічної прямозубої передачі 14

1.7. Силові співвідношення у зачепленні конічної прямозубої передачі 15

1.8. Фактори, які впливають на характер навантаження на зуби зубчастої передачі 16

ІІ. ПОРЯДОК РОЗРАХУНОКУ ЗУБЧАСТИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ ТА КОНІЧНИХ ПЕРЕДАЧ 17

2.1. Вибір матеріалів і визначення допустимих напружень 17

2.2. Розрахунок параметрів циліндричної зубчастої передачі 20

2.3. Розрахунок параметрів конічної зубчастої передачі 30

2.4. Задача 1 35

2.5. Задача 2 43

ЛІТЕРАТУРА 51

ЗАВДАННЯ №3. Розрахунок зубчастих передач 52

ПОЗНАЧЕННЯ ПРАМЕТРІВ 54

Вступ

В курсі “Деталі машин і підйомно-транспортні машини” поряд з вивченням теорії та лабораторними заняттями студенти самостійно виконують розрахункові роботи. Самостійна робота сприяє закріп­ленню знань з курсу, засвоєнню правил, норм і методів розрахунку, набуттю навичок користування довідковою літературою і стандар­тами, практичному використанню знань, отриманих при вивченні дисциплін фізико-математичного і загальноінженерного циклів.

У відповідності з існуючими програмами, об’єктами розрахунків є механічні передачі, вузли та деталі, що обслуговують передачі. Вони застосовуються в приводах підйомно-транспортних, сільсько­господарських, будівельних та інших машинах, а також в приводах верстатів і технологічного обладнання з ремонту та обслуговування автотракторної техніки.

Всі розрахунки виконуються в одиницях СІ. Для зручності розрахунків можна використовувати необхідні одиниці довжини (мм) і напруження (Н/мм²). Точність розрахунку – два знаки після коми (для ділильних діаметрів – чотири знаки).

І. Загальні відомості про зубчасті передачі

1.1. Класифікація зубчастих передач

Зубчасті передачі широко застосовуються при різноманітних умовах і характерах навантаження, бо вони мають постійні передаточні числа, малі габарити і велику довговічність.

Залежно від розміщення валів зубчасті передачі поділяються на:

• циліндричні з паралельними осями валів із зовнішнім (рис. 1.1, а,б,в) або внутрішнім (рис. 1.1, г) зачепленням;

Рис.1.1. Циліндричні зубчасті передачі:

а – прямозуба з зовнішнім зачепленням;

б – косозуба з зовнішнім зачепленням;

в – шевронна з зовнішнім зачепленням; г – прямозуба з внутрішнім зачепленням

• конічні, осі валів яких перетинаються (рис. 1.2);

Рис.1.2. Конічні зубчасті передачі:

а – прямозуба; б – з криволінійними зубами

• гвинтові конічні (гіпоїдні рис. 1.3, а) і гвинтові циліндричні (рис. 1.3, б) з мимобіжними у просторі осями валів.

Рис. 1.3. Гвинтові передачі з мимобіжними у просторі осями валів:

а – конічна; б – циліндрична

За коловою швидкістю зубчастих коліс зубчасті передачі поділяють на тихохідні (V≤3 м/с), з середньою швидкістю (V=3…15 м/с) та швидкохідні (V>15 м/с).

Менше з коліс в зубчастій передачі називають шестірнею, більше з коліс – колесом.

Профіль робочої грані зуба може бути: евольвентний, циклоїдальний і круглий (передачі М.Л. Новикова). Зуби евольвентного профілю міцніші за циклоїдальні, простіші у виготов­ленні, зручні для вимірювання і в них не змінюється передаточне відношення при зміні в певних межах міжосьової відстані (чого не можна сказати про зачеплення циклоїдальні і Новикова).

При циклоїдальному зачепленні можна нарізати шестірні з малою кількістю зубів (до 5-6), внаслідок чого вони застосовуються у годинникових механізмах.

За конструкцією зубчасті передачі можуть бути:

• відкриті, з мащенням консистентними мастилами, які не захи­щені від пилу і т.д.;

• закриті (редуктори, коробки передач) в яких зона контакту зубів безперервно омивається маслом.

Переваги зубчастих передач:

• невеликі габарити;

• високий ККД, 0,95 – 0,98;

• порівняно невеликі навантаження на вали;

• довговічність і надійність в роботі;

• постійність передаточного відношення;

• великий діапазон передавання потужностей.

Недоліки зубчастих передач:

• шум при роботі з високими швидкостями;

• підвищені вимоги до точності виготовлення та монтажу;

• потреба у постійному змащуванні.

Під час роботи зубчастої передачі зуби коліс періодично взаємодіють між собою. Наявність ковзання активних поверхонь призводить до виникнення сил тертя між навантаженими зубами. Це є причиною руйнувань як поверхні зубів, так і зубів в цілому.

У закритих передачах руйнування зубів головним чином настає внаслідок викришування робочих поверхонь від контактної втомленості (рис. 1.4, б).

Рис. 1.4. Види руйнування зубів

У відкритих передачах найчастіше зламуються зуби (рис. 1.4, а), оскільки абразивне стирання їх поверхонь відбувається інтенсивно. Зуб від спрацювання стає тоншим, слабшає і зламується.

У період експлуатації зубчастих передач можуть виникнути пластичні зсуви металу (рис. 1.4, в). Бувають також випадки руйнування зубів внаслідок заїдання (рис. 1.4, г) за рахунок зварювання точок контакту. Це відбувається при розриві масляної плівки та в результаті великого питомого тиску і тертя (при перевантаженні передачі).