DM_1 / Деталі машин КЛ [Стадник В. А

Теоретично Д → ∞.

Практично, зважаючи на величину ковзання, Д ≤ 3 − 4 .

Розрахунок фрикційних варіаторів

Фрикційні варіатори розраховують за такими ж методиками, як і фрикційні передачі. У більшості випадків один із елементів варіатора (коток або проміжна ланка) виготовляють із неметалевих матеріалів. Тому розрахунок для забезпечення стійкості проти зношування виконують за умови обмеження тиску у контакті елементів варіатора.

Контрольні запитання

1.Розкажіть про принцип роботи фрикційної передачі та назвіть області використання фрикційних передач.

2.Які основні переваги та недоліки фрикційних передач?

3.Які види ковзання розрізняють у фрикційних передачах? Охарактеризуйте ці види ковзання.

4.Назвіть основні групи матеріалів для виготовлення котків фрикційних передач.

5.Наведіть приклади деяких схем натискних пристроїв для фрикційних передач.

6.Які є основні види руйнування металевих та неметалевих котків? Що є причиною цього руйнування?

150

7.Запишіть основні співвідношення між параметрами циліндричної фрикційної передачі.

8.Із якої умови визначається потрібна сила притискання котків фрикційної передачі? Запишіть та проаналізуйте вираз для потрібної сили притискання котків циліндричної передачі.

9.Запишіть та проаналізуйте умову міцності металевих котків

циліндричної передачі.

10.Наведіть приклади деяких схем фрикційних варіаторів.

11.Що таке діапазон регулювання варіаторів? Запишіть вирази для визначення діапазону регулювання деяких фрикційних варіаторів.

151

Тема 9. Загальні відомості та параметри для розрахунку

зубчастих передач

9.1. Загальні відомості і класифікація зубчастих передач

Принцип дії. Зубчаста передача – це механізм, де за допомогою зубчастого зачеплення передається або перетворюється рух зі зміною кутових швидкостей та моментів.

Принцип дії зубчастої передачі ґрунтується на зачепленні пари зубчастих

коліс.

Область застосування зубчастих передач дуже широка: від годинникових механізмів до трансмісій супертанкерів та авіаносців, відповідно потужності змінюються в межах від 0,001 кВт (ручний годинник) і понад 65000 кВт (авіаносець), розміри від міліметра до десятків метрів, лінійні швидкості до 250 м/с, передатні відношення сягають кількох тисяч.

Переваги і недоліки зубчастих передач

В порівнянні із пасовими та фрикційними передачами зубчасті передачі мають такі переваги:

−малі габарити;

−високий ККД (η = 0 ,94...0 ,99 );

−постійне передатне число;

−надійність і довговічність експлуатації;

−висока навантажувальна здатність (до 100000 кВт);

−широкий діапазон швидкостей (до 150 м/с);

−можливість застосування різних матеріалів; Недоліками зубчастих передач є:

−підвищена вимога до точності виготовлення;

−необхідність у спеціальних ріжучих інструментах та верстатах;

−шум при великих швидкостях;

−неможливість запобігання руйнуванню деталей від перевантаження.

152

Класифікація зубчастих передач

За розташуванням осей валів розрізняють:

а) передачі з паралельними осями і з циліндричними колесами зовнішнього (рис. 9.1. а, б, в) або внутрішнього (рис. 9.1, д) зачеплення;

б) передачі з осями валів, які перетинаються (конічні, рис. 9.1, ж, з, і); в) передачі з осями, які перехрещуються у просторі (циліндричні

гвинтові, рис. 9.1, є, гіпоїдні, рис. 9.1, к); г) крім того, застосовуються передачі між колесом і рейкою (рис. 9.1, г).

Рис. 9.1. Зубчасті передачі

153

За розташуванням зубців на колесах розрізняють:

а) прямозубі циліндричні і конічні (рис. 9.1, а, г, д, ж); б) косозубі циліндричні і конічні (рис. 9.1, б, з); в) шевронні (рис. 9.1, в); г) з круговим зубом конічні (рис. 9.1, і); д) гіпоїдні (рис. 9.1, к).

За формою профіля зуба розрізняють:

а) евольвентні (розроблені Ейлером у 1760 р.); б) кругові (системи Новікова, розроблені у 1954 р.);

в) циклоїдні (використовуються в основному у годинникових механізмах).

Найбільше розповсюдження одержали евольвентні зачеплення, завдяки підвищеній навантажувальній здатності і більш простішими у нарізанні зубцям.

За виконанням розрізняють:

а) відкриті передачі з мащенням консистентними мастилами, не захищені від пилу, опадів, пари, газів і т. д.;

б) закриті передачі (редуктори, коробки передач), що мають корпус з кришкою. Вони повністю захищені від забруднення мастила і дають можливість здійснювати мащення коліс та підшипників за рахунок мастильного туману, утворюваного під час розбризкування оливи колесами.

За швидкістю розрізняють:

а) тихохідні передачі (V до 5 м/с);

б) середньошвидкісні (V до 20 м/с); в) швидкохідні (V > 20 м/с).

За ступенем точності. Ступінь точності виготовлення зубчастих коліс залежить від призначення зубчастої передачі і умов роботи. Для циліндричних зубчастих коліс застосовуються 3…12 ступені точності, для конічних – 4…12, для черв'ячних – 5…12.

154

В машинобудуванні застосовуються такі ступені точності виготовлення

передачах.

Схеми механічних передач, показаних на рис. 9.1, наведені на рис. 9.2. Коротка характеристика цих передач:

155

Рис. 9.2. Схеми зубчастих передач, зображених на рис. 9.1: передачі зубчасті циліндричні між паралельними валами (а – з прямими і

косими зубцями; б – з шевронними зубцями; г - рейкові); передачі зубчасті конічні з валами, осі яких перетинаються (д – з прямими

зубцями, косими і круговими зубцями, є – конічна-гіпоїдна); передачі зубчасті (циліндричні) з валами, осі яких перехрещуються (ж - гвинтова).

При безмежно великому діаметрі основного кола зубчасте колесо перетворюється у зубчасту рейку, а евольвентний профіль зубця – у прямолінійний, надзвичайно зручний для виготовлення та контролю розмірів.

156

9.2. Початковий контур для евольвент них зубчастих коліс.

Можливість зачеплення евольвентного зубчастого колеса із зубчастою рейкою має важливе практичне значення, що дозволяє виготовляти зуборізний інструмент у вигляді рейки із зубцями прямолінійного профілю.

Профілювання зубців евольвентного профілю та інструменту для їх нарізування здійснюється відповідно до початкового контуру, тобто до контуру зубців номінальної початкової рейки у перерізі площиною, перпендикулярною до її ділильної площини та напряму зубців.

Початковий контур стандартизований для циліндричних та конічних зубчастих коліс. Профіль зубців одного і другого контурів є прямолінійним на однаковій довжині по обидва боки від середньої лінії а – а , на якій товщина зубця та ширина впадини рівні між собою (рис. 9.3). Середня лінія рейки називається ділильною прямою.

Початковий контур характеризується кутом головного профілю α ,

коефіцієнтом висоти головки ha* , коефіцієнтом радіального зазору C* ,

коефіцієнтом кривини перехідної кривої ρ * .

f

Рис. 9.3. Початковий контур для евольвент них зубчастих коліс.

157

Згідно з названими параметрами початкового контуру розміри зубців зубчастих коліс із m > 1,0 мм за ДСТУ ISO 53 – 2001:

-кут профілю зубців α = 20°;

-крок

158

Рис. 9.4. Вплив числа зубців і зміщення інструмента на форму і міцність зубців

При числі зубців меншому спостерігається підрізання ножки зуба (товщина при основі зуба стає меншою товщини зуба по середній лінії зуба).

Із пари зубчастих коліс менше колесо (шестерня) знаходиться у менш сприятливих умовах, так як у неї менше число зубців, а зуб більш ослаблений.

На рис. 9.4. б зображено положення інструмента (рейки) при нарізанні зубців:

1.Положення, коли ділильна площина рейки (ДП) співпадає з початковою площиною (ПП), тобто, коли зуб нарізується без зміщення.

2.Інструменту надано позитивне зміщення xm . При позитивному зміщенні інструмента діаметри основного db і ділильного кіл d не

змінюються, тому що не змінюється Z .

Зміщення інструмента спричиняє загострення головки зуба і стовщення зуба при основі.

Виправлення профілю зубців за допомогою зміщення інструменту називають коригуванням зубчастих зачеплень.

159