291
n
l
S p |
n |
n
Рисунок 5.66 – Схема определения
коэффициента формы зуба
Коэффициент удельного давле-
ния характеризует влияние геометрической формы профиля зуба на контактную прочность:
ϑ = m ,
ρп
где ρп − приведенный радиус
кривизны контактирующих эвольвент, мм:
ρп = ρρ11±ρρ22 ,
здесь ρ1 и ρ2 − радиусы кривизны профилей в контактной точке, знак
«+» относится к цилиндрическим зубчатым механизмам с внешним зацеплением, а «-» − к цилиндрическим зубчатым механизма с внутренним зацеплением.
Значения коэффициент удельного давления зависят от вида зацепления и места контакта профилей зубьев колес. Для прямозубого цилиндрического зубчатого механизма с внешним зацеплением коэффициент удельного давления в полюсе коэффициент определяется по выражению:
ϑ = z1 z2 tg2(αxΣ) cos(α),
w
где xΣ – суммарный коэффициент относительного смещения, α – угол профиля зубьев, αw – угол зацепления.
5.8. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ
Механическими передачами, в дальнейшем просто передачами, называютмеханизмы,передающиеэнергиюдвигателяисполнительномуорганумашины.
Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций:
а) понижать (или повышать) частоту вращения, соответственно повышая (или понижая) вращающий момент;
292
б) преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в поступательное, равномерное в прерывистое и т.д.);
в) регулировать частоту вращения рабочего органа машины; г) реверсировать движение (прямой и обратный ход);
д) распределять энергию двигателя между несколькими исполнительными органами машины.
Внастоящем курсе рассмотрены только наиболее распространенные из механических передач.
Классификация передач. В зависимости от принципа действия все механические передачи делят на две группы:
1)передачи зацеплением – зубчатые, червячные, цепные;
2)передачи трением – фрикционные, ременные. Передачи трением имеют повышенную изнашиваемость рабочих поверхностей, так как в них неизбежно проскальзывание одного звена относительно другого.
Взависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев раз-
личают:
а)передачинепосредственногоконтакта– зубчатые,червячные,фрикционные;
б) передачи гибкой связью – цепные, ременные. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.
5.9. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧАХ Общие сведения
В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес (рис. 5.67, a-в). Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее – колесом. Термин «зубчатое колесо» относят как к шестерне, так и к колесу. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, колеса – индекс 2.
Достоинства зубчатых передач:
1.Высокая надежность;
2.Малые габариты;
3.Большой ресурс;
4.Высокий КПД;
5.Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;
6.Постоянство передаточного числа;
7.Простота обслуживания. Недостатки:
1.Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа;
2.Шум при больших скоростях.
Классификация. В зависимости от взаимного расположения геометриче-
ских осей валов зубчатые передачи бывают: цилиндрические – при параллельных осях (рис. 5.67, а-в); конические – при пересекающихся осях
293
(рис. 5.68, а, б); винтовые – при скрещивающихся осях (рис. 5.47). Винтовые зубчатые передачи отличают повышенное скольжение в зацеплении и низкая нагрузочная способность, поэтому они имеют ограниченное применение.
а) |
|
|
в) |
б) |
|||
Рисунок 5.67. Цилиндрические зубчатые передачи внешнего зацепления
а) б)
Рисунок 5.68. Конические зубчатые передачи: а – прямозубая; б – с круговым зубом
Для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот применяют реечную передачу (рис. 5.70), которая является частным случаем цилиндрической зубчатой передачи. Рейку рассматривают как зубчатое колесо, диаметр которого увеличен до бесконечности.
В зависимости от расположения зубьев на ободе колес различают (см. рис. 5.67) передачи: прямозубые (а), косозубые (б), шевронные (в) и с круговыми зубьями (см. рис, 5.68, б).
294
В зависимости от формы профиля зуба передачи бывают: эвольвентные, с зацеплением Новикова, циклоидальные. Преимущественное применение имеет эвольвентное зацепление, которое было предложено Л. Эйлером в 1760 г.
Рисунок 5.69. Винтовая зубчатая передача |
Рисунок 5.70. Реечная передача |
Рисунок 5.71. Цилиндрическая прямозубая передача внутреннего зацепления
Взависимости от взаимного расположения ко-
лес зубчатые передачи бывают внешнего (см. рис. 5.67) и внутреннего (рис. 5.71) зацепления. Ниже рассмотрены передачи внешнего зацепления, как наиболее распространенные.
Взависимости от конструктивного исполнения различают закрытые и открытые зубчатые передачи.
Закрытые передачи помещены в пыле- и влагонепроницаемые корпуса и работают в масляной ванне (зубчатое колесо погружают в масло на глубину до ⅓ радиуса). В открытых передачах зубья колес работают всухую или при периодическом смазывании пластичным смазочным материалом и не защищены от влияния внешней среды.
В зависимости от числа ступеней зубчатые пере дачи бывают одно- и
многоступенчатые прямозубая передача внутреннего зацепления.
5.9. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ ВНЕШНЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
5.9.1. Материалы зубчатых колес
Выборматериалазубчатыхколесзависитотназначенияпередачииусловий ее работы. Чаще всего применяют стали, реже – чугуны и пластмассы.