- •Министерство образования и науки донецкой народной республики государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «донецкий национальный технический университет»
- •Научно–исследовательская программа подготовки магистерской диссертации
- •3. Научно–исследовательская программа подготовки магистерской диссертации:
- •Введение
- •1 Аналитический обзор современного состояния вопроса исследования. Цели и задачи работы
- •1.1 Общие характеристики зубчатых колес. Требования, предъявляемые к зубчатыми колесами на этапе проектирования.
- •1.2 Основные особенности и классификация современных способов отделочной обработки зубчатых колес
- •1.3 Анализ и области применения основных методов нанесения износостойких покрытий. Определение рационального способа нанесения покрытий на рабочие поверхности зубчатых колес
- •1.4 Цели и задачи работы
- •2 Разработка общей методики отделочной обработки рабочих поверхностей зубчатых колес на базе нанесения функционально – ориентированных покрытий
- •2.1 Формирование служебного назначения зубчатых колес
- •2.2 Анализ и классификация элемента изделий с зубчатыми колесами. Основные особенности каждой группы элементов
- •2.3 Требования к технологичности элементов зубчатых колес перед их отделочной обработкой
- •2.4. Общая методика построения технологического процесса изготовления зубчатых колес с функционально – ориентированными свойствами
- •3 Разработка технологического обеспечения нанесения функционально – ориентированных покрытий на рабочие поверхности зубчатых колес
- •3.1 Определение требуемых свойств, достигаем покрытием, исходя из функциональных требований к зубчатым колесам
- •3.2 Определение рациональной последовательности нанесения многослойных функционально – ориентированных покрытий
- •3.3 Достижение требуемых параметров микрогеометрии поверхностного слоя зубьев после нанесения покрытий
- •4. Разработка конструкторского обеспечения отделочной обработки зубьев с функционально - ориентированными свойствами
- •4.1 Разработка специального приспособления для закрепления зубчатых колес при отделочной механической обработке
1 Аналитический обзор современного состояния вопроса исследования. Цели и задачи работы
1.1 Общие характеристики зубчатых колес. Требования, предъявляемые к зубчатыми колесами на этапе проектирования.
Зубчатое колесо или шестерня — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо называть шестернёй, а большое — колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями. Минимальное число зубьев звездочек ограничено в связи с износом шарниров, неравномерностью скорости и шумом при работе. Для передач с втулочно-роликовыми цепями его назначают от 12 (при передаточных числах и 6) до 31 (при 1), для передач с зубчатыми цепями - от 17 до 40 при тех же передаточных числах. В противном случае не будет соблюдено условие плавного и надёжного зацепления. Отсюда и происходит название - шестерня.
Зубчатые колёса обычно используются парами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.
Профиль зубьев колес, как правило, имеет эвольвентную боковую форму. Однако существуют передачи с круговой формой профиля зубьев (передача Новикова с одной и двумя линиями зацепления) и с циклоидальной. Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба.
Параметры эвольвентного зубчатого колеса:
m — модуль колеса. Модулем зацепления называется линейная величина в π раз меньшая окружного шага P или отношение шага по любой концентрической окружности зубчатого колеса к π, то есть модуль - число миллиметров диаметра делительной окружности приходящееся на один зуб. Тёмное и светлое колёсо имеют одинаковый модуль. Самый главный параметр, стандартизирован, определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем больше нагружена передача, тем выше значение модуля. Через него выражаются все остальные параметры.
В машиностроении приняты определенные значение модуля зубчатого колеса m для удобства изготовления и замены зубчатых колёс, представляющие собой целые числа или числа с десятичной дробью: 0,5; 0,7; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и так далее до 50. (подробнее см. ГОСТ 9563-60 Колеса зубчатые. Модули)
Высота головки зуба — haP и высота ножки зуба — hfP — в случае т.н. нулевого зубчатого колеса (изготовленного без смещения, зубчатое колесо с "нулевыми" зубцами) (смещение режущей рейки, нарезающей зубцы, ближе или дальше к заготовке, причем смещение ближе к заготовке наз. отрицательным смещением, а смещение дальше от заготовки наз. положительным) соотносятся с модулем m следующим образом: haP = m; hfP = 1,25 m.