ЛЕКЦИЯ

ЗАЦЕПЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Зацепления зубчатые относятся к передачам (подвижным соединениям) и передают движение от двигателя к исполнительным механизмам. К составным частям зубчатых передач относятся зубчатые колеса (цилиндрические, конические), червяки, рейки.

ЗАЦЕПЛЕНИЕ ЗУБЧАТЫМИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ КОЛЕСАМИ

(ВНЕШНЕЕ)

Служит для передачи вращения при параллельных осях валов.

Преимущества:

• Компактность.

• Возможность передавать большие мощности (до 1000 квт).

• Наибольшие скорости вращения (до 30 м/с).

• Постоянство передаточного отношения.

• Высокий ККД (0,98..0,99 в одной ступени).

Недостатки:

• сложность передачи движения на значительные расстояния;

• жесткость передачи;

• шум во время работы;

• необходимость в смазывании.

Классификация

По расположению валов:

• с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениям),

• с пересекающимися осями (конические),

• с перекрестными осями (винтовые, гипоидные, червячные, колесо-рельс).

Редукторы

 Для ЗП характерное значение передаточного числа u в одной ступени. Поэтому для реализации больших передаточных чисел  чаще всего используют многоступенчатые зубчатые редукторы. Они размещаются в отдельном корпусе и выполняются как самостоятельные изделия. Серийное изготовление на заводах разрешает получать широкую номенклатуру  редукторов, которые применяются в поводах общего машиностроительного  назначения. Схемы редукторов.

Основные элементы зубчатой передачи. Термины, определения и обозначения

Одноступенчатая зубчатая передача состоит из двух зубчатых ко­лес - ведущего и ведомого. Меньшее по числу зубьев из пары колес назы­вают шестерней, а большее колесом. Термин «зубчатое колесо» является об­щим. Параметрам шестерни (ведущего колеса) приписывают при обозначе­нии нечетные индексы (1, 3, 5 и т. д.), а параметрам ведомого колеса — четные (2, 4, 6 и т. д.).

Зубчатое зацепление характеризуется следующими основными пара­метрами:

d_a — диаметр вершин зубьев;

d_r — диаметр впадин зубьев;

d_a — начальный диаметр;

d — делительный диаметр;

р_t — окружной шаг;

h — высота зуба;

h_a — высота ножки зуба;

с — радиальный зазор;

b — ширина венца (длина зуба);

е_t — окружная ширина впадины зуба;

s_t — окружная толщина зуба;

— межосевое расстояние;

а — делительное межосевое расстояние;

Z — число зубьев.

Делительная окружность - окружность, по которой обкатывается ин­струмент при нарезании. Делительная окружность связана с колесом и де­лит зуб на головку и ножку.

Основные элементы зубчатых колес представлены на рис.1

 

Рис.1

ЗАЦЕПЛЕНИЕ ЗУБЧАТЫМИ КОНИЧЕСКИМИ КОЛЕСАМИ

Служит для передачи вращения при пересекающихся осях валов.

ЛЕКЦИЯ

ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ЧЕРВЯКОМ

Служит для передачи вращательного движения между валами со скрещивающимися осями.

Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 900. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары или по принципу наклоненной плоскости.

 Преимущества:

• большие передаточные отношения;

• плавность и бесшумность  работы;

• высокая кинематическая точность;

• самоторможение.

Недостатки:

• низкий ККД;

• износ, заедание;

• использование дорогих материалов;

• требования к высокой точности сборки

ККД червячной передачи

 ККД повышается  в случае увеличения числа заходов червяка и снижается с уменьшением коэффициента трения или угла трения. Коэффициент трения снижается с увеличением скорости скольжения  .  Кроме того, значение коэффициента трения зависит от  шероховатости поверхности трения, а также качества смазочного масла.

 Свойство самоторможения  применяется в грузоподъемных механизмах. ККД самотормозящей пары, как правило,  меньше 0,5.

Силы в зацеплении

• Окружная сила на червяке

• Окружная сила на колесе

• Радиальная сила

Лекция цепная передача

Цепная передача основана на зацеплении цепи  и звездочек.

Преимущества и недостатки

 Принцип зацепления и высокая прочность стальной цепи позволяют обеспечивать  большую нагрузочную способность цепной передачи по сравнению с ременной передачей. Отсутствие скольжения и буксование обеспечивает постоянство передаточного отношения (среднего за оборот) и возможность работы при кратковременных перегрузках.

 Принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи, что уменьшает нагрузку на опоры. Цепные передачи могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях, а также передавать мощность от одного ведущего вала нескольким ведомым.

 Основной причиной недостатков цепной передачи является то, что цепь, состоит из отдельных жестких звеньев, располагающихся на звездочке не по окружности, а по многоугольнику. Отсюда возникает износ шарниров цепи, шум и дополнительные динамические нагрузки. Цепные передачи нуждаются в организацию системы смазки.

Область применения:

• при значительных межосевых расстояниях, при скоростях меньше 15-20 м/с,  при скоростях до 35 м/с применяют пластинчатые цепи (набор пластин из двумя зубоподобными выступами, принцип внутреннего зацепления);

• при передаче от одного ведущего вала нескольким ведомым;

• когда зубчатые передачи неприменимы и ременные ненадежны.

 По сравнению с ременными, цепные передачи более шумные, а в редукторах их применяют  на тихоходных степенях.

Межосевое расстояние и длина цепи Минимальное значение межосевого расстояния  ограничивается минимально допустимым зазором между звездочками (30...50 мм). Для обеспечения долговечности, в зависимости от передаточного числа Типы приводных цепей

• Роликовая

• Втулочная

• Зубчатые

 Все цепи стандартизированы и изготовляются на специальных предприятиях.

Материалы

 Цепи и звездочки должны быть стойкими против износа  и ударных нагрузок. Большинство цепей и звездочек изготовляют из углеродистых и легированных сталей с дальнейшей термообработкой (улучшение, закалка).

 Звездочки, как правило, изготовляют из  сталей 45, 40Х и др., пластины цепей  - из сталей 45, 50 и т.п., валики и ролики - из сталей 15, 20,20Х и др.

 Детали шарниров  цементируют для повышения износоустойчивости при сохранении ударной прочности.

 В перспективе предполагается  изготовление звездочек из пластмасс, которые позволяют уменьшить динамические нагрузки и шум передачи.

Силы в зацеплении

• силы натяжения ведущей и ведомой ветвей,

• окружная сила,

• сила предварительного натяжения,

• центробежная сила.