5.2. Силы в зацеплении

В косозубой передаче нормальная сила F_n составляет угол β с торцом колеса (рис. 5.4). Разложив F_n на составляющие, получим:

радиальную силу

(5.6)

F_r = F_t tg α_w/COS β

где F_t = 2T₂/d₂ — окружная сила;

осевую силу

F_a = F_ttg β

(5.7)

При определении направлений сил учитывают направление вращения колес и направление наклона зуба (правое или левое).

Рис. 5.4. Схема сил в косозубой передаче

Осевая сила F_a дополнительно нагружает подшипники, возра­стая с увеличением β. По этой причине для косозубых колес при­нимают β = 8... 18°. Наличие в зацеплении осевых сил является недостатком косозубой передачи.

5.3. Шевронные цилиндрические передачи

Шевронное колесо представляет собой сдвоенное косозубое колесо, выполненное как одно целое. Вследствие разного направления зубьев на полушевронах осевые силы F_a/2 взаимно уравновешиваются на колесе и на подшипники не передаются (рис. 5.5). Это обстоятельство позволяет принимать у шевронных колес угол наклона зуба β = 25...40°, что повышает прочность зубьев и плавность передачи.

Шевронные зубчатые колеса изготовляют с дорожкой в сере­дине колеса для выхода режущего инструмента (червячной фре­зы на рис. 5.5) или без дорожки.

Шевронные колеса без дорожки нарезают на специальных малопроизводительных и дорогих станках, поэтому их применяют реже, чем колеса с дорожкой. Ширина дорожки а = (10...15)m.

Шевронный зуб требует строго определенного осевого поло­жения шестерни относительно колеса, поэтому вал одного из колес пары монтируют в подшипниках, допускающих осевую «игру» вала.

Недостатком шевронных колес является большая стоимость их изготовления. Применяются в мощных быстроходных закры­тых передачах.

Рис. 5.5. Схема сил на шевронном колесе

Глава 6. Редукторы

6.1 Общие сведения

Редуктором называется механизм, понижающий угловую скорость и увеличивающий вращающий момент в приводах от электродвигателя к рабочей машине.

Рис. 7.2. Кинематические схемы редукторов: Б – быстроходный вал; Т – тихоходный вал.

Редуктор состоит из зубчатых или червячных передач, установленных в отдельном герметичном корпусе, что принципиально отличает его от зубчатой или червячной передачи, встраиваемой в исполнительный механизм или машину.

Редукторы широко применяют в различных отраслях машиностроения, поэтому число разновидностей их велико (рис. 7.1., а - м).

Чтобы уменьшить габариты привода и улучшить его внешний вид, в машиностроении широко применяют мотор - редукторы, представляющие агрегат, в котором объединены электродвигатель и редуктор.

Рис. 7.2. Мотор – редуктор: 1 – электродвигатель;

2 – редуктор.

6.2. Классификация редукторов

Редукторы классифицируются по типам, типоразмерам и исполнениям.

Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей валов в пространстве.

Для обозначения передач используются прописные буквы русского алфавита: Ц – цилиндрическая, К – коническая, Ч – червячная, Г – глобоидная, П – планетарная, В – волновая.

Если одинаковых передач две или более, то после буквы ставится соответствующая цифра. Широкий редуктор обозначается буквой Ш, узкий – У, соосный – С. В мотор – редукторах к обозначению впереди добавляется буква М.

Наиболее распространены редукторы с валами, расположенными в горизонтальной плоскости, и поэтому специального обозначения не имеют (у червячных редукторов валы скрещиваются, оставаясь горизонтальными).

Так, например, на рис. 7.1, ж показана схема редуктора типа КЦ2 – коническо – цилиндрического трехступенчатого редуктора с одной конической и двумя цилиндрическими передачами, все валы которого расположены в горизонтальной плоскости (мотор – редуктор на базе этого примера обозначается МКЦ2).

Если все валы редуктора расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс В. Если ось тихоходного вала вертикальна, то добавляется индекс Т, если ось быстроходного вала вертикальна, – индекс Б.

Например, на рис. 7.1., в приведена схема редуктора типа Ц2в – цилиндрического двухступенчатого редуктора, все валы которого расположены в вертикальной плоскости, а на рис. 7.1., л показана схема редуктора типа Чт – червячного одноступенчатого с вертикальной осью тихоходного вала.

Типоразмер редуктора определяется типом и главным параметром тихоходной ступени.

Для цилиндрической, червячной и глобоидной передач главным параметром является межосевое расстояние аω, конической – внешний делительный диаметр колеса de2, планетарной – радиус водила Rω, волновой – внутренний диаметр гибкого колеса d в недеформированном состоянии.

Исполнение редуктора определяется передаточным числом, вариантом сборки и формой концевых участков вала.

Так, например, типоразмер приведенного выше мотор – редуктора с межосевым расстоянием тихоходной ступени аω=180мм и передаточным числом u=56 будет обозначаться МКЦ2-180–56.

Основная энергетическая характеристика редуктора – номинальный вращающий момент Т на его тихоходном валу при постоянной нагрузке.