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

1)построить начальный усеченный конус abed;

2)провести линии охс; oxb; o2d; о2а, перпендикулярные обра­ зующим начального усечения конуса;

3) отложить высоту головки сс2, высоту ножки сси и точки с1 и с2 соединить с центром о. Пересечение линий с2о и схо с ли­ нией o2d или о2а определит контуры зуба, а следовательно, и

колеса. Тогда из рисунка 174

получим значения диаметров (для

шестерни)

 

2hxcos 8,;

Dtl = Dx — 2h., cos o,,

 

 

Del Dx+

 

 

de\ = dx I

2h\ cos 8,,

dn = dx— 2h'2cos 8,.

 

Заменяя значения D u du -hu h2 через модуль, получим

для

наружной

торцовой плоскости

 

 

диаметр

по выступам

 

Del — т (zx + 2COS3,),

1

 

диаметр

по впадинам

 

 

(402а)

 

 

Dn = /га (z, — 2,4cos8i); J

для

внутренней торцовой плоскости

 

 

диаметр

по выступам

 

del = mm (zl -f-2coso,)(

(402в)

 

диаметр

по впадинам

 

 

 

 

dn = твн (z, — 2,4 cos SJ.

Очевидно, что для ведомого

колеса в формуле (402)

следует z (

заменить на z2 и угол

8, — на 82.

 

В конических колесах с увеличением ширины колеса В умень­ шается внутренний модуль, что приводит к ослаблению зуба в этом месте, а также увеличению неравномерности распределе­

ния нагрузки по длине зуба.

приведены в табл.

42.

 

 

Рекомендуемые значения 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

42

Расположение

 

 

 

Передаточные

числа

 

 

 

колес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

4,5

5,0

6,0

 

 

 

 

 

 

Значени И

 

 

 

Консольное

отно­

 

 

 

0,53

 

 

 

 

 

сительно

опор

0,25

0,31

0,44

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

Неконсольное от­

 

 

0,47

0,57

 

 

 

 

 

носительно опор

0,3

0,38

0,66

0,75

0,8

0,8

0,8

в

Коэффициент концентрации нагрузки следует принимать

пределах:

расположения колес kB = 1,3;

 

 

для консольного

 

 

для неконсольного расположения колес kB= 1,1.

 

В.

П р и м е ч а н и е .

Табл. 42 составлена

на основании

рекомендаций

Н. Кудрявцева, основанных на работах А. И.

Петрусевича.

Отношение ши-

199

рины колеса к длине ооразующеи конуса -вj - = a рекомендуется определить по

формулам для консольного расположения колес

1,2

а' + 0,о ’

для некопсолыюго расположения колес

1,6

і + 0,8 ’

причем значение а не должно превосходить 0,35. Из рис. 175, а видно, что

Аср

L -----Y j sin Bj.

Из этой зависимости легко получить другую

,а

(2 - а) sin В,'

на основании которой и составлена табл. 42 для передач с перпендикулярными осями валов.

§ 55. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ЗУБЬЯ. УСЛОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

К коническим зубчатым колесам можно применить законы зацепления прямозубых колес, рассматривая зацепление „уелов-

г)

П л о с к о с т ь )} N

в )

Рис. 175. Силы, действующие на зубья конического колеса

ных“ колес, лежащих в плоскости, перпендикулярной образующей начального конуса.

200

В дальнейшем рассматриваются силы, действующие по средней

окружности начального

усеченного конуса (рис. 175, а).'

 

Если Т (рис.

175,г)

есть

плоскость колеса (след торцовой

плоскости ТТ на

рис. 175, а),

совпадающая со средней окруж­

ностью колеса, то в плоскости

N (след N N на рис. 175, а)

обра­

зующей угол 8j с плоскостью

Т, будут лежать условные

колеса

(рис. 175, в).

 

 

 

 

Следовательно, полное давление зубьев ведомого колеса на ведущее PN лежит в плоскости N и образует с осью у (рис. 175, г)

угол а, равный углу зацепления. Разлагая полное давление PN на

три составляющих по осям коорди­ нат, получим, что на зуб действуют три силы Я, Q и S. Считая их при­ ложенными в полюсе зацепления, видим, что сила Р есть окружное

усилие, сила S направлена по ра­

 

 

 

диусу

к центру

окружности

и на­

 

 

 

зывается

радиальной

силой;

сила

 

 

 

Q — параллельна

 

оси

колеса и

 

 

 

стремится

отодвинуть

одно

колесо

 

 

 

(в данном случае шестерню) от дру­

 

 

 

гого и называется осевой силой.

 

 

 

Рассмотрев рис. 175, найдем

 

 

 

 

Я ѵ sin я cos о, = 5,

 

 

 

 

 

Я ѵ sin я sin Oj =

Q,

Яд, cos я =

Я.

 

 

 

Выражая все силы через Я, получим

 

 

 

S = ЯІ£я cos §і,

Q = P tgasln8,,

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

(403)

Рис. 176. Силы, действующие на

 

 

 

COS а

 

 

 

зубья конического колеса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применительно к передаче с перпендикулярными

осями форму­

лы (403)

примут вид

 

 

 

 

 

 

для

шестерни

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q \ Я tg я sin 8,

и

Sj =

Я tg а coso,;

(404)

для

колеса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q> =

Я tg я cos 8,

и

=

Я tg я sin

(405)

т. е. в этом случае

Qi — Sn

 

 

 

 

 

 

 

 

Q f

 

201

В формулах (403) и (404)

Л^вр

,

Р = ~р—. Направление сил,

действу-

ющих

 

Рср

 

на шестерню и валы, показано на рис. 176 и 177. Направ­

ление

этих сил определяется

следующим образом:

 

1)окружное усилие Р, действующее на шестерню, направлено

всторону, противоположную вращению шестерни;

2)радиальная сила 5 всегда направлена по радиусу к центру колеса;

3)осевая сила Q направлена вдоль оси и стремится отодви­ нуть колеса друг от друга.

Рис. 177. Силы, действующие на валы конической передачи

Если перенести действующие силы на ось, можно видеть, что сила Р производит изгиб и кручение вала, сила Q сжимает (или растягивает) вал, а также изгибает его, сила S изгибает вал.

Так как с точки зрения зацепления можно рассматривать ус­ ловные колеса шириной В, лежащие в плоскости Л7Ѵ, то „услов­ ными“ параметрами будут радиус колеса /?ус, число зубьев zyc, передаваемый вращающий момент 7ИШ.ус, коэффициент формы зуба ууі. и передаточное число гус. Из рис. 173, 174 видно, что

Я .у с

Следовательно,

Z|yc

Из рис. 176 видно, что

=

Ä1

(406)

COSt)!

=

*1

(407)

COS ?Jt

Мш. ус

PR, _

Mm

(408)

PR lyc = COS Oj

COS Sj

202

Условный коэффициент формы зуба может определяться по дан­ ным табл. 34, но для условного числа зубьев.

Передаточное число для условных колес будет

fyc

г 2ус

_ ^ COS Bj

(409)

Z l y c

 

COS Ö2

 

Коэффициент длины зуба для условных колес определится

В

_ В cos fij

= ф cos 8,.

(410)

'iV D lcp. yc

D lcp

 

 

§ 56. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Пользуясь сказанным выше, модуль зацепления конических колес можно определить по формулам для прямозубых колес, но рассматривая «условные» колеса.

Определение диаметра шестерни из условия поверхностной прочности

Формула (349) для условных колес имеет вид

А р.ус = 1,12 1 // ~ ^ Ш .

(І у с + 1)

iy c /y c S ill 2ft ! а |2

Подставляя сюда значение условных параметров из формул

(407-

410),

получим

 

 

 

Ар = 1,12

MmE,JivkB (cos В2 + i cos bj)

(411)

 

■li sin 2a I a I?,

 

 

 

Для

стальных колес и a — 20°

 

 

An = 35

/ MmkBkv (cos B2 + / cos Bj)

(412)

 

 

 

■"cp

¥ \ 4 ,

 

 

 

 

Для колес с перпендикулярными осями углы 8j и 82 связаны за­ висимостями (401). Следовательно,

■cos В, + cosja. = c o s ^ (l U tg 8,)

=

cos 8, (1

Тогда

Г MmEtlkvkB (i2 + 1) cos B,

 

 

 

ACp = М 2

V

ф/2 sin

2a

I a

(413)

 

 

 

 

203

Для стальных колес и а = 2ÖÜ

^f Mmkvkß (і2 -И 1) cos 6}

(414)

/Лр = 35 ]

£>ср

(414a)

т ср = — .

Определение модуля зацепления из условия прочности

на изгиб

Формула (357) для „условных колес“ имеет вид

__

1 -| / Фб-Мщ. y ^ k v k B z ^ y C

 

* 1ус у

4усУус I 0 I113

Заменяя условные параметры действительными, получим

 

1 -'в

0,64MmkvkgZ\

' " Ср

\

(415)

фУус I 3 Іи:,

где у ус — коэффициент

формы

зуба, определяемый по табл. 45

для „условного“ числа зубьев.

Скоростной коэффициент kv определяется по данным табл. 38. Значение kv можно определить по табл. 43.

В табл. 43 приведены максимальные окружные скорости для

конических передач в зависимости

от класса точности

обработки. ’

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

43

Степень

точности

 

б

7

8

0

 

 

 

 

Максимальная скорость, м/сек

Прямозубые колеса .

.

8

6

4

2

 

Косозубые

колеса . .

.

15

12

6

4

В зависимости

от типа

передач

можно

рекомендовать прини­

мать Umax в пределах

 

 

 

 

 

 

для открытых передач г^х < 3 м сек-,

 

 

 

для редукторов г'шах <

6 м сек.

 

следует

определять по

Допускаемые

напряжения

|Д ИЗ и |з |п

данным § 50.

 

 

 

 

 

 

 

204

§57. КОНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ С КОСЫМИ И КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ

Впрямозубом зубчатом колесе режущий инструмент переме­ щается по прямой, проходящей через вершину делительного конуса.

Линия зуба в этом случае на развертке делительного конуса показана на рис. 178.

Рис. 178. Линия зуба в прямо­

Рис. 179.

Косозубая

зубом коническом колесе

коническая

передача

В косозубом коническом колесе (рис. 179) (180) линия зуба на развертке делительного конуса, показанная на рис. 180, является прямой линией, касательной к окружности радиуса е, центр кото­ рой совпадает на^ развертке с вершиной делительного конуса.

Рис. 180. Линия зуба в ко-

Рис. 181. Коническая пере-

созубом коническом колесе

дача с круговыми зубьями

В конических колесах с круговыми зубьями (рис. 181) послед­ ние очерчены по дуге окружности, по которой перемещается режу­ щий инструмент (рис. 182). Центры этих окружностей на развертке делительного конуса лежат на круге определенного радиуса, центр которого совпадает с вершиной делительного конуса.

Под углом ß в данном случае принимается угол, образованный касательной к профилю, проведенной через точку пересечения про­ филя зуба со средней окружностью, как показано на рис. 182.

205

Преимущество конических передач с косыми и круговыми зубьями перед прямозубой передачей, так же как и в цилиндриче­ ских передачах, заключается в большем значении коэффициента

перекрытия, а следовательно,

в большей плавности зацепления.

В этом отношении круговые

зубья имеют преимущества перед

косыми зубьями. Если для косозубой конической передачи макси­ мальная линейная скорость не должна превосходить 10 м/сек, то

 

 

для передач с круговыми зубьями эта

 

 

скорость может достигать 30 м/сек.

 

 

И для передач с непрямыми зубьями

 

 

вводятся условные колеса, рассматри­

 

 

вающиеся

как

цилиндрические

косо­

 

 

зубые.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол наклона зуба к оси по длине

 

 

зуба будет переменный, так как диа­

 

 

метр

начального

усеченного

конуса

 

 

по длине меняется. (В некорригиро­

 

 

ванной

передаче

начальный и

дели­

 

 

тельный конусы совпадают).

 

 

 

 

Стандартный угол рд и модуль за­

Рис. 182. Линия зуба кони­

цепления

т

 

относятся

к наружной

ческого колеса с круговыми

окружности.

Как

и в косозубой

ци­

зубьями

 

линдрической

 

 

передаче,

следует

раз­

 

 

личать торцовый модуль tns и нормаль­

ный т. Размеры начального усеченного

конуса

определяются

торцовым модулем и числом зубьев, т. е.

 

 

 

 

 

 

D = msz,

Д р =

ms cpz.

 

 

 

(416)

Соответственно

ms

 

 

ms

 

Cp

 

 

 

 

rn

 

 

 

 

 

 

(417)

cos Зд ’

 

 

cos

 

 

 

O T q

,

 

 

flCp

 

 

Угол Pc,, найдется из зависимости 418

 

 

 

 

 

 

 

 

tg Д = tg Рд

=

(1 +

'i sia

) tg йд,

 

 

(418)

где 6 по-прежнему есть отношение

 

 

 

 

 

 

 

 

Дрі — средний диаметр

начального

усеченного конуса шестерни;

о, — угол конусности

для

шестерни

в формулы войдет 8.,).

 

(соответственно для ведомого колеса

 

Формула (414) соответственно формуле (350) примет вид

Дрі —Зо

I

f MmkvkB(i L Т- 1) cos О , COS- flCp

(419)

 

k JM 1 ;2

 

206

Формула (415) соответственно формуле (357) будет

 

1 3

/ O . M M u j k v k g Z l COS '(lcp

/Я сР

Z l \

(420)

k £']iy o і о I и з

где /ге можно принимать равным

1,5,

 

у0 — коэффициент формы зуба — должен определяться для ус­

ловного числа зубьев, которое равно

 

25 ѵг

 

(421)

1УС cos о, cos3 ßCp ’

 

Найдя из условия прочности средний модуль гго формулам (419) и (420), следует затем определить модуль, отнесенный к наружной

окружности

(формуле

397),

 

 

а

затем

нормальный

 

модуль

 

 

т,

отнесенный

к

наружной

 

 

окружности, который округ­

 

 

лить до ближайшего

значения

 

 

по ГОСТу.

 

 

 

 

 

 

S ( - 1 )

 

Окружная сила, действую­

 

щая по

средней

 

окружности

 

 

начального усеченного

конуса,

 

 

определяется

по формуле

 

 

 

 

Р = 2М

 

 

(422)

Рис. 183. Направление действующих сил

 

 

 

Асрі

 

 

 

Радиальная сила,

действующая на шестерню, будет равна

 

 

 

 

S =

с

о

. ^ 8 ^

08*1+ sin ßcp sin 5t).

(423)

Осевая сила,

действующая на шестерню,

 

 

 

 

Q =

T

3 ^ ( tgaslnSl ± slnßcpC°s8,),

(424)

где

а = 20°.

 

 

 

 

 

 

 

ся

В этих формулах верхние знаки перед вторым слагаемым берут­

тогда,

когда

направление

вращения ведущего колеса

(если

смотреть на него со стороны вершины конуса) совпадает с направ­ лением винтовой линии зуба, а нижние знаки — если эти направле­ ния не совпадают.

Если для осевой силы и радиальной результирующий знак будет минус, то это значит, что осевая сила направлена от большего основания к меньшему, а радиальная направлена от оси колеса. Эти направления показаны на рис. 183.

2 0 7

Г Л А В А X I V

КОНСТРУКЦИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

§ 58. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ КОЛЕСА

Зубчатые колеса изготовляются цельными или составными. Колеса диаметром до 500—600 мм изготовляются обычно из поко­ вок и при диаметре более 600 мм — из отливок, чаще всего сталь­ ных, или делаются сварными.

Иногда при диаметре более 600 мм колеса делаются состав­ ными, бандажированными, т. е. колесо изготовляется литым,

Рис. 185. Цилиндрическое зубчатое колесо

а зубчатый венец, надевается в горячем виде на колесо как бандаж,

из кованой стали.

по­

На рис. 184 показано зубчатое колесо, изготовленное из

ковки, на рис. 185 или 186 — литые колеса, причем на рис.

186

показано литое колесо с одетым зубчатым венцом.

При небольших диаметрах венец непосредственно приваривает­ ся к ступице; при больших диаметрах зубчатый венец приваривает-

208

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ