6.7. Винтовые и реечно-зубчатые механизмы
Винтовые механизмы используются для преобразования вращательного движения в прямолинейное поступательное, состоят из винта, гайки и стойки. В механизмах используется трапецеидальная или упорная резьба, реже треугольная метрическая или прямоугольная.
Основной причиной выхода из строя винтов и гаек передач является износ резьбы. Интенсивность изнашивания связана с давлением p между витками резьбы винта и гайки, которое не должно превышать допускаемого [p]. Исходя из этого определяется средний диаметр резьбы
d
2
F/(
k[p]) ,
где F- осевая сила, действующая в передаче, k=H/d2 -отношение высоты гайки к среднему диаметру резьбы. k= 1,2...2,5 для цельных гаек и k = 2,5...3,5 для разъёмных гаек, [p] = 10...13 МПа для пары закалённая сталь-бронза, [p]=8...10 МПа для пары незакалённая сталь-бронза, [p]=5...6 МПа для пары незакалённая сталь-чугун.
По найденному значению среднего диаметра d2 резьбы и таблицам справочников определяют основные геометрические параметры резьбы: наружный, внутренний диаметры, угол профиля, угол подъёма винтовой линии, шаг, ход резьбы и др.
Момент, необходимый для преодоления трения в резьбе, связан с осевой силой F, создаваемой на винте
Тр = 0,5 F d2 tg(’,
где =arctg(p/d2) -угол подъёма резьбы, р - шаг резьбы; ’ = arctg(f/(cos)) - приведённый угол трения в резьбе, f- коэффициент трения фрикционной пары материалов гайки и винта, зависит от вида смазочного материала, наличия покрытия на поверхностях и других факторов, изменяется в пределах 0,05 0,24; -угол наклона боковой (рабочей) стороны профиля резьбы. Для трапецеидальной резьбы = /2 =150, где = 30-угол профиля резьбы, для упорной резьбы принимаем =3, для прямоугольной - = 00 ; = arctg f - угол трения на элементарной площадке; = 6...10; f ’= f /cos - приведённый коэффициент трения в резьбе.
Реечно-зубчатые механизмы используют для преобразования поступательного движения во вращательное и наоборот, состоят из стоек, зубчатых реек и зубчатых колёс. Связь между перемещением рейки S2 и углом поворота 1 колеса с числом зубьев z1 и модулем m
S2 =z1 m 1/2.
Расчёт зубьев колёс и реек аналогичен расчёту зубьев зубчатых передач.
6.8. Тесты для самопроверки
1 |
Класс кинематической пары передаточного механизма определяется… |
1.числом накладываемых на перемещение связей; 2. прочностью соединения звеньев; 3.жёсткостью соединения звеньев; 4. степенью точности изготовления шарнира; 5. количеством возможных перемещений |
2 |
Звенья, которые могут совершать полный оборот вокруг неподвижной оси в рычажных механизмах, называются… |
1.коромыслами; 2 кривошипами; 3. кулисами; 4.направляющими; 5. шатунами |
3 |
Кулисами называются … |
1. звенья, которые могут совершать полный оборот вокруг неподвижной оси; 2.подвижные направляющие, вращающиеся вокруг неподвижной оси; 3. звенья, совершающие плоско-параллельное; 4. звенья, совершающие поступательное движение; 5. ничего из перечисленного. |
4 |
Детали вращающихся звеньев, образующие вращательные пары и передающие крутящий момент, называются… |
1. валиками или валами; 2. осями. 3. подшипниками; 4.колёсами; 5.кольцами |
5 |
Передаточным отношением механизма называется… |
1. отношение чисел зубьев ведомого и ведущего колёс механизма; 2.отношение мгновенных угловых скоростей ведущего и ведомого звеньев механизма; 3. отношение чисел зубьев большего и меньшего диаметров колёс механизма; 4. отношение моментов на ведущем и ведомом звеньях механизма 5. отношение диаметров колёс передачи
|
6 |
Зубчатые передачи, имеющие колёса с подвижными осями, называются… |
1. цилиндрическими; 2.эпициклическими; 3. планетарными; 4. дифференциальными; 5. гипоидными
|
7 |
Планетарные передачи это… |
1.эпициклические передачи, имеющие два ведущих звена; 2. эпициклические передачи, имеющие одно ведущее звено; 3. передачи с планетарными шарнирами; 4. передачи электромеханические; 5. передачи с переменным передаточным отношением.
|
8 |
Передаточное отношение червячной передачи равно… |
1. отношению угловых скоростей червяка и червячного колеса; 2.обратно передаточному числу; 3. обратно отношению числа зубьев червячного колеса к числу заходов червяка; 4. любое из вышеперечисленного; 5. ни одно из перечисленных |
19 |
Какая степень изготовления зубчатых колёс наивысшая? |
1. 1-я ; 2. 12-я; 3. 0-я; 4. 6-я; 5. 7-я |
110 |
Червячные передачи применяют… |
1.при перекрещивающихся осях; 2.когда требуется осуществить передаточное отношение от 7 до 100; 3.при перекрещивающихся осях, когда требуется осуществить передаточное отношение от 7 до 100, редко до 360 и более; 4. при параллельных осях передаточных механизмов; 5. при возвратно-вращательном движении механизма |
111 |
К недостаткам червячных передач относится…
|
1.низкий кпд (0,5-0,8); 2.необходимость применения высококачественных бронз для зубьев колеса с целью уменьшения коэффициента трения; 3. высокие требования к точности изготовления и сборки; 4. низкий кпд, необходимость применения дорогих материалов и технологий; 5. высокое передаточное отношение |