Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.31 Mб
Скачать

коэффициент

перекрытия в

торцевой

плоскости определится

из рис. (135)

s =

, но Л]Л, = OA1-f- ОЛ.„

ОА1— АлК\ — ОКъ

ОА2 = ОК2 — А,Кп.

Определяя

значения

этих

отрезков из соот-

Рис. 134. К определению параметров колес с внутренним зацеплением

ветствующих треугольников (см. коэффициент перекрытия пря­ мозубой передачи), получим

8 —

V

~ гоі - У Ѣ -

ГІ2 + А sin ад

. . . . .

 

 

птп cos ад

■---- .

(оОо)

 

 

 

х

'

В передаче с внутренним зацеплением коэффициент перекрытия

N

Рис. 135. К определению коэффициента перекрытия

в торцевой плоскости несколько больше, чем в передаче с внешним

149

Рис. 13Й. Нарезание ко­ сого зуба

зацеплением. Так,

если 2] = 30 и 2г = 60, то для передачи с внутрен­

ним

зацеплением

г ~ 2, а для передачи с внешним зацеплением

s ~

1,6.

 

Г Л А В А X

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ КОСОЗУБЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

§ 44. ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ

Косозубое колесо нарезается тем же инструментом, что и прямо­ зубое (рис. 136, 137, 138). В этом случае инструмент устанавлива­ ется под некоторым углом ß.v к оси колеса.

По ширине колеса боковая поверхность зуба представляет собою отрезок винтовой поверхности. Исходя из свойства винтовой линии, можно написать, что

‘8 3.

const,

(309)

 

где [Д —угол наклона зуба к оси колеса, отнесенный к цилиндру диаметра dx.

Параметры исходного контура (рейки) остаются прежними, то есть модуль т„, шаг іл, профильный угол ад = 20°.

Если нормальная рейка, отражающая режущий инструмент, расположена в пло­ скости, образующей с торцовой плоскостью

угол рд (рис. 139), то проекция рейки на торцовую плоскость будет иметь другие параметры, которые обозначим так

шаг рейки в торцовой

плоскости — tAS,

профильный угол

 

— ад?

(высота рейки не изменится).

 

 

 

Обозначим

= тс

 

 

L1S

 

(310)

 

 

 

где ms — называется торцовым модулем. Очевидно, что этот тор­ цевой модуль определит размеры зуба в торцоиой плоскости.

В торцовой плоскости косозубая передача представляет собою прямозубую и все полученные ранее зависимости для прямозубой передачи остаются справедливыми, то есть

d.x= msz,

(311)

где і/д—диаметр делительной окружности. Далее имеем

Г АХ. '1'

=

150

Рис. 138. Схема зацепления

или

 

Au (1

і) = А л,

ms£s

(312)

 

А л =

где zs — суммарное число

зубьев

шестерни и

ведомого колеса

или

 

И -I- г., = А

 

г1(1 + і)

= Л,

 

 

(313)

 

га = глcos ад„

r0 = г cos as,

 

 

где ад, — угол

зацепления

с рейкой в торцовой

плоскости;

as — угол

зацепления

двух сопряженных

колес в торцовой

плоскости.

D

\

Рис. 139. К определению параметров рейки в торцовой плоскости

Напомним, что при отсутствии коррекции и при высотной коррекции

г = Г-с. Л =*=^д-

Все зависимости, полученные ранее для прямозубых колес, действительны и для косозубых, если рассматривать зацепление

вторцовой плоскости и применять коррекцию в этой же плоскости.

•Из рис. 138 видно, что

*Д=

COS рд.

(314)

Здесь tA шаг зубьев по нормали N 1N 1 к направлению зуба, явля­ ющимся шагом исходного контура, |3Д— угол наклона зуба по делительному цилиндру, диаметр которого равен сіл.

Учитывая (310), получим

тп — tfZjCos рд. •

(315)

152

Из формул (311), (312) следуёт

л _

mnzс

(316)

 

2 cos Ч.

 

 

Формула (316) показывает, что мы можем для угла

подобрать

такое значение, при котором

АЛ стало бы равным

межосевому

расстоянию А. Следовательно, для получения необходимого рас­ стояния между осями нет необходимости применять коррекцию. Поэтому в косозубых передачах корабельных установок приме­ няется лишь высотная коррекция, имеющая целью увеличить изгибную прочность зуба шестерни.

Основные размеры зубчатого колеса при этом будут (см. фор­ мулу 305 и 271)

ге1 = Си + тп + »ij^v

гег = Сй + т„ + msL,,

1.25тп + т £ и

1.25тп + msС2.

Высота зуба

h — 2,25тп.

Высота головки зуба

An = т я + т£и \ Аі2 = tnn -{- /Д4С2. J

Шаг зубьев по основной окружности будет

 

С

t

а s

s COS ЯД5

ИЛИ

 

Со

г д

COS а 1с

 

cos а..

L =

/Н-«-----

COS |ІД

Д1

" cos

(317)

(318)

(319)

(320)

Толщина зуба по делительной окружности (в торцовой плоскости)

(321)

Толщина зуба по окружности радиуса гх (в торцовой плоскости)

Sx =

2гх 2Г, — (inv axs - 1пѵам)

(322)

где

cos axs

 

 

(323)

Угол наклона зуба

к оси по

основному цилиндру

радиуса г0

будет (см. формулу 309)

_ tg ?д

 

 

tg \‘о

(324)

 

do

 

 

 

 

153

ИЛи

 

 

tg ßo =

t g ßÄ

А

t g

рд COS а дS'

( 325)

 

 

Йд

Как следует

из сказанного

ранее,

при отсутствии коррекции

или при высотной коррекции

нормаль к профилям сопряженных

зубьев в точке

касания

совпадает

с нормалью к профилю соот­

ветствующей

рейки.

Это

значит, что

в торцовой плоскости

угол

зацепления

(см.

рис.

125) будет

равен аДІ (профильному

углу

рейки в торцовой плоскости), а в нормальной плоскости (перпен­ дикулярной направлению косого зуба) этот угол будет равен яд —

профильному углу инструментальной рейки, т. е. 20°.

 

 

из

Теперь

соотношение

между

углами aÂS

и

яд

найдется

(рис. 139),

на котором показана торцевая плоскость ОВСЕ и линия

зацепления

ОС, образующая с основанием

угол аД5,

нормальная

плоскость

ONDE и линия OD, образующая с основанием

угол «д.

Из рис. видно, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н = ON tg Яд,

Н = OB tg яДі,

OB ON cos Эд.

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg «ы =

cos и.

 

 

 

 

 

 

(326)

 

§ 45.

КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ

 

 

 

 

 

На рис.

140 показано образование прямого зуба, а на рис. 141 —-

косого. Прямой зуб

образуется

 

при

качении

плоскости

ABCD,

 

 

 

 

 

 

называемой

п л о с к о с т ь ю

 

 

 

 

 

 

з а ц е п л е н и я ,

по

основ­

 

 

 

 

 

 

ному цилиндру, при этом на­

 

 

 

 

 

 

правление зуба 1—1 парал­

 

 

 

 

 

 

лельно

оси

колеса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В косозубой передаче по­

 

 

 

 

 

 

верхность зуба также обра­

 

 

 

 

 

 

зуется

качением

плоскости

 

 

 

 

 

D

ABCD (см. рис. 141)

по

 

 

 

 

 

основному

цилиндру

радиу­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

са г0,

но в этом

случае

зуб

 

 

 

 

 

 

наклонен к оси колеса.

 

 

 

 

 

 

Пересечение

плоскости

за­

 

 

 

 

 

 

цепления

в

с

поверхностью

 

 

 

 

 

 

зубьев

 

обоих

случаях

 

 

 

 

 

 

происходит по прямой ли­

 

 

 

 

 

 

нии 1—1. В косозубом ко­

Рис. 140. Образование

поверхности

пря­

лесе эта линия, относящаяся

 

мого зуба

 

 

 

к

основному

цилиндру,

об­

 

 

 

 

 

 

разует с осью колеса угол ßo.

Линия пересечения плоскости зацепления с поверхностью зуба

носит название к о н т а к т н о й

л и н и и .

Таким

образом,

в косо-

154

а)

ff)

ü r»3te

155

Зубом колесе эвольвентная линия образуется в торцовой плоскости и сопряженные зубья касаются по контактной прямой, образующей с осью колеса угол ß0.

На рис. 142, а и б показаны плоскости зацепления прямозубой

и косозубой передачи.

Линии АС являются

линиями зацепления

в торцовой плоскости

для переднего торца

основного

цилиндра

(рис. 143),

а BD — то же для заднего торца.

 

 

Начало

и конец зацепления (точки Аі и Л2, см. рис.

142) в тор­

цовой плоскости находятся обычным способом, т. е. пересечением окружности выступов с линией зацепления (см. рис. 143).

Рис. 143. К определению коэффициента перекрытия

Для прямозубой передачи картина зацепления в обоих торцах совершенно одинакова и зубья обоих колес одновременно входят в зацепление (Л, — Л') и выходят из зацепления (Л2 — Л2). Вто­

рая пара зубьев находится на расстоянии t0 от первой. В косозу­

бой передаче картина несколько иная. В

одном торце (линия за­

цепления АС) зубья вошли в зацепление

в точке А х (рис. 142,6),

в

другом

торце (линия

зацепления BD)

в точке Е зубья еще

не

вошли

в зацепление.

Одна пара зубьев полностью войдет

в зацепление тогда, когда точка Е совпадет с А\. Для контактной

линии,

изображенной на (рис. 142) линией N XN S>только на одном

участке

длиною N XN 2 зубья находятся в зацеплении, а на другом

участке

N tN-, зубья еще

не вошли в зацепление.

В точке Л2 на одном

торце рассматриваемая пара зубьев на­

чинает выходить из зацепления, однако на втором торце они еще будут находиться в зацеплении до того момента, когда точка D совпадет с точкой Л). В этот момент рассматриваемая пара зубьев

полностью выйдет из зацепления. Таким образом, продолжитель­ ность зацепления одной пары сопряженных зубьев определится

не отрезком

Л ,—Л2, как это имеет место в прямозубой передаче,

а отрезком

Л, — М.

156

Под продолжительностью зацепления понимается промежуток времени, за который основной цилиндр повернется на дугу А\—М. Следовательно, коэффициент перекрытия будет в данном случае равен

 

 

£ ==2

---І---

HO

 

 

 

 

 

А ХМ = Д,Л2-|-Л 2Л4,

тогда

 

AjA2

AM

 

 

 

 

А\А

е —

С

+

 

С

но

есть коэффициент

перекрытия в торцовой плоскости,

 

Гп

 

 

 

 

 

иначе говоря коэффициент перекрытия прямозубой передачи,

следовательно,

 

 

е = е, + ея,

 

 

(327)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где гп —

*0

— есть

дополнительный

 

коэффициент

перекрытия,

вызванный тем, что

контактные

линии расположены

под углом

к оси

колеса.

 

следует

 

 

 

 

 

 

 

Из

(рис.

142, б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А 2М = В tgß0

 

 

или,

пользуясь формулами

 

(325)

и (320),

получим

 

 

 

 

 

 

 

В

Э д C 0 S

aAS

C 0 S ß j

 

 

 

 

 

 

 

 

п ~

 

тптгCOS ам

 

 

 

Обозначим

~

= ф или В =

 

, тогда

 

 

 

 

 

 

Мді

 

 

C0S ГД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4zj tg Э,1

 

 

(328)

 

 

 

 

 

 

 

еп

-

 

 

 

 

Величина е„

может

быть значительно больше е5. Так, например,

для

шевронных передач,

применяемых в корабельных установ­

ках, угол рд берется в пределах 30°—45°,

коэффициент ф* прини­

мается

в пределах

1 — 1,5,

а число зубьев шестерни г, = 30--40.

Для

наименьших значений этих

величин,

получим

 

 

 

 

 

 

 

гп -

 

1-30tg 30°

 

ö’b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

=

 

 

(отметим,

что

предельное

значение

 

= 1,7.)

 

То, что в косозубых и шевронных передачах коэффициент пере­ крытия значительно больше, чем в прямозубых, является основным преимуществом первых.

С увеличением коэффициента перекрытия передача работает плавнее, уменьшается динамическая нагрузка на зубья и шум при работе передачи (что имеет существенное значение для корабель­ ных установок) и увеличивается прочность зубьев.

157

Как видно из формулы (328), коэффициент перекрытий уве­ личивается с увеличением ширины колеса (коэффициент ф), числа зубьев шестерни и угла наклона ^д. Поэтому в корабельных турбозубчатых передачах принимают рд в пределах 30°—45° и число зубьев шестерни z x не берут меньше 25—30. Выбор коэффи­ циента ф приведен в табл. 42.

Г Л А В А XI

РАСЧЕТ ЗУБЬЕВ НА ПРОЧНОСТЬ

§ 46. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ И ВИДЫ ДЕФОРМАЦИЙ

Зубья шестерни испытывают давление со стороны зубьев ведо­ мого колеса. Это давление направлено по нормали к поверхности

о)

сопряженных

зубьев в точке их

касания.

 

 

На рис. 144, а показаны сопря­

 

женные зубья в торцовой плоско­

 

сти в момент их контакта в полюсе

 

зацепления. OB — есть линия зацеп­

 

ления, образующая угол аДІ с ли­

 

нией ОА, Следовательно, линия OB

 

есть нормаль

к профилям зубьев

Рис. 144. Силы, действующие Рис. 145. Силы, действующие и косозубой передаче

в торцовой плоскости. Нормаль к поверхности косого зуба лежит

в нормальной

плоскости, след которой

N N образует

угол рд

с линией

1 — 1

(рис. 144,6).

 

 

 

На рис. 145 показано пространственное расположение сил,

действующих

на шестерню.

Плоскость

ОАВЕ — есть

торцовая

плоскость

и

линия OB есть

направление нормали в

торцовой

158

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ