5-дәріс. Тақырып: Конустық тісті доңғалақты берілістер

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Конусты тісті берілістің конструкциялық ерекшіліктері. Кинематикалық және геометриялық параметрлері.

2. Конустық тісті доңғалақтар ілінісіндегі күштер.

3. Конустық тісті доңғалақтты берілісті контакт кернеуге есептеу.

4. Конустық тісті доңғалақтты берілісті иілу кернеуге есептеу.

1. Конструкциялық ерекшіліктері. Кинематикалық және геометриялық параметрлері.

Конустық тісті берілістер өстері кеңістікте қандайда бұрышпен ( ) қиылысатын біліктер арасында айналдырушы моменті беру және түрлендіруді қамтамасыз етеді (5.1- сурет). Ең кеңінен таралғаны ортагональды берілістер, оларда қиылысу бұрышы . Жобалау тәжірибесінде басқада бұрыш мәнімен орналасқан берілістер кездеседі, бірақ оларды қолдану өте шектелген. Сондықтан біз тек ортогональды берілістерді қарастырамыз.

Конусты берілістердің жүктелу қабілеттілігі цилиндрлік беріліске қарағанда кем, бұдан басқа оларды жасау күрделірек. Бірақ конустық берілісті пайдалану жиі машина компановкасына байланысты (қозғалысты бұруда ), сондықтан олар машинажасауда кеңінен қолданыс тапты.

5.1- сурет. Конусты тісті берілістер

Конусты берілістің артықшылығы:

– механикалық энергияны (айландырушы моментті) қиылысатын біліктер арасында беру мүмкіндігі.

Конусты берілістің кемшіліктері:

– жүктелу қабілеттілігі кем. Тәжірибе мәліметтері бойынша цилиндрлік доңғалақты берілістің жүктелу қабілеттілігінен ол 20% кем. Біліктірдің қиылысуы тіректердің орналасуын қиындатады. Конусты доңғалақтың бірін (әдетте шестерня) консольды орналастырады, сонымен тіс ұзындығы бойынша жүктмемнің таралуыдың бірқалыптылығы көбейеді, бұл жүктелу қабілеттілігін төмендетуге әкеледі;

- доңғалақтардың біреуі консольды орналасқаннан білік пен тіректің деформациясы артады;

– берілісте іліністі реттеу қажеттілігі;

– жасаудың үлкен күрделегі;

– едәуір өстік жүктемеден тіректер үлкен жүктеледі.

Конусты доңғалақтың геометриясы көбінше тістің өстік формасына байланысты. Тістің өстік формасы бойынша конусты доңғалақтар: түзутісті (5.2 а - сурет) және қисық (қиғаштісті (тангенциальды) және айналма тісті (5.2 б, в - сурет)) болып бөлінеді. Қазіргі заман машиналарында түзутісті және айналма тісті доңғалақтар қолданылады.

5.2- сурет. Конусты доңғалақ: а – түзутісті; б – қиғаштісті; в – айналма тісті

Айналма тісті конусты доңғалақтар тіс тәжісінің ені бойынша орташа қимасындағы тістің көлбеулігімен сипатталады. Көлбеулік бұрыш - берілген нүктеде тіс түзуіне жанама мен бөлгіш конус жасаушысы арасындағы сүйір бұрыш.

Түзі тісті берілістер іліністе сызықтық, айналма тісті беріліс нүктелі контакт болады.

Түзі тісті берілістер үшін көлбеулік бұрыш , айналма тісті беріліс үшін қабылданады. Тістің көлбеулігінің бар болуы жұмыстың жатықтығын (бір қалыпталаған), контакт беріктігін және иілуге беріктігін жоғарылатады, бірақ тірек пен білікке жүктемені көбейтеді.

Айналма тісті конусты доңғалақтар түзутістімен салыстырғанда үлкен жүктелу қабілеттілікке ие болып, аз шумен жұмыс істейді.

Тістердің тозуға төзімділігі мен тозуға қарсыласуын жоғарылату үшін бастапқа контурды жылжытып іліністің шекті нүктелерінде меншікті сырғанауды теңестіреді. Шестерня мен доңғалақты жылжыту мәндерін бірдей жасайды, бірақ таңбалары түрліше болады: шестерня оң жылжытумен, ал доңғалақ – теріспен.

Тістің өстік формасы.

Конустық доңғалақ тістерін өстік қимасында бөлгіш конусы және ойыс конусы жасаушыларының өз ара орналасуына байланысты үш формада жасалады (5.3– сурет):

- I өстік форма – пропорциональ төмендейтін тістер (5.3 а – сурет). Бөлгіш конус пен ойыс конус ұштары бір жерде болады, тіс ұзындығы бойынша оның аяғының биіктігі конустық ара қашықтыққа пропорциональ төмендейді. Осы формадағы қонустық доңғалақтар машинажасауда кеңінен таралған. Бұл формадағы және болғанда түзутісті доңғалақтар мен айналматісті доңғалақтар үшін пайдаланылады;

- II өстік форма – төмендейтін тістер немесе нормаль таралған тістер (5.3 б – сурет). Бөлгіш конус пен ойыс конус ұштары бір жерде болмайды, доңғалақ ойысы түбінің ені тұрақты, ал тіс қалындығы бөлгіш конус бойынша конустық ара қашықтыққа пропорциональ. Бұл форма доңғалақ тістерінің барлық қималарында иілуге беріктігін оптималь қамтамасыз етеді және бір аспаппен екі бетті өңдеуге мүмкіндік береді, бұл тісті доңғалақтарды кесуде өнімділікті артырады. Осы форма айналма тісті доңғалақтар үшін негізгі болады. Жалпы өндірісте қолданылады;

- III өстік форма – тең биікті тістер (5.3 в – сурет). Тістің бөлгіш, ойыс және төбесі жасаушылары параллель. Тіс биіктігі ұзындығы бойынша тұрақты. Өсаралық бұрышы болған ортогональды емес берілістер және айналма тістері болған үшін қолданылады.

а б в

5.3 – сурет. Тістің өстік формалары: а - I форма; б - II форма; в - III форма

Кинематикалық параметрлері.

Конусты берілістің беріліс саны мынадай формуламен есептеледі (бір сатыда)

мұнда , , , , , – шестерня мен доңғалақтың сыртқы, орташа диаметрлері және бөлгіш конустар бұрыштары;

, – шестерня және доңғалақ тістер саны.

Түзу тісті конустық берілістер үшін беріліс санын дейін, ал айналма тісті доңғалақтар үшін дейін алу ұсынылады.

Негізгі геометриялық параметрлер.

Конусты доңғалақты беттеріне тістер кесілген қиық конус деп қарастыруға болады. Бөлгіш конустар жасаушысына перпендикуляр конус жасаушылары қосымша конустар деп аталады. Қосымша конустар тістерінің қимасы шеткі қима деп аталады. Қималарды сыртқы, ішкі және орташа шеткі қималарға ажыратады. Сыртқы шеткі қималарға қатысты өлшемдерге индексі қойылады, мысалы , және басқалар. Орташа шеткі қималарға қатысты өлшемдерге индексі қойылады, , және басқалар.

Цилиндрлік доңғалаққа қарағанда конуста доңғалақтың ені бойынша өлшеу нүктесіне байланысты бірдей емес геометриялық параметрге (биіктікке) ие. Осыған байланысты өлшеу ыңғайлы болу үшін конустық доңғалақтың өлшемдерін тістің сыртқы шеті қимасы бойынша анықтау қабылданған. Орташа шеткі қимадағы өлшемдерді берілісті күш және беріктікке есептеулерде пайдалынады.

Конусты доңғалақ ілінісінің негізгі геометриялық параметрлері 5.4- суретте келтірілген.

5.4- сурет. Конусты доңғалақтың негізгі геометриялық параметрлері

Бұл δ₁ және δ₂ бөлгіш конустар бұрыштары; – сыртқы конустық арақашықтық – бөлгіш конус жасаушысы ұшынан сыртқы шетіне дейінгі кесінді ұзындығы; – орташа конустық арақашықтық; – тісті доңғалақ тәжісінің ені, екі қосымша сыртқы және ішкі конустармен шектелген арақашықтық.