pm_l_3 Прикл мех Деталi машин

220

Визначаєтьсякількістьзубцівколеса Z2 Zc Z1 іпісляцього

ірозраховуютьсягеометричніпараметризубчастихколіс. 2.Відкритіпередачі. Увідкритихпередачах, якправило, вико-

ристовуютьпрямозубіциліндричніпередачі. Такіпередачіпрцюють приколовихшвидкостяхзубчастихколіснебільшеяк2 м/с. Упроцесіроботипередачізубціінтенсивноспрацьовуються, щовизначає особливостіїхньогорозрахунку.

Відкритіпередачіпроектуютьзвузькимиколесами(коефіцієнт ширинивінця bd =0,1…0,15). Розмірипередачівизначаютьізрозрахункуназгин, тобтовизначаютьпотрібниймодульзачепленнязумовиміцностіназгин, алеможливовизначатирозмірипередачіізрозрахункунаконтактнувтомузподальшоюперевіркоюназгин(зааналогією закритихпередач). Міжосьовувідстаньпередачівизначаютьза формулою (17.16). Прицьомукоефіцієнти, щовраховуютьрозподіл навантаженняпоширинівінцяколіс, берутьK н = Кр = 1.

Спрацюваннязубцівувідкритихпередачахдопускається до 25% початковоїїхньоїтовщиниподілильномуколу. Міцністьзубців назгинприцьомузменшуєтьсяприблизноу2 рази. Томутребатак підібратимодульзачепленнязубців, щоброзрахункованапругазгинуF булав2 разименшевідпопередньообчисленоїприпустимоїнапруги F .

17.1.4.2Перевірочнийрозрахунокциліндричних зубчастихпередач

1.Розрахунокзубцівнаконтактнувтому. Вінзводитьсядовизначеннярозрахунковоїконтактноїнапругиіпорівнянніїзприпустимоюнапругоюзаформулою

221

спряженихповерхоньзубців, якийвизначаєтьсядлязубчастихпередачбеззміщенняX 0 заспрощеною залежністю при n =20 , Zн=1,77соs ; Zм -коефіцієнт, щовраховуємеханічнівластивостіматеріалівспряженихупередачі коліс: длясталевихзубчастихко-

нтактнихліній; Кн -коефіцієнт, щовраховуєрозподілнавантаження міжзубцями, йогоприймаютьзгіднотабл.17.5, причомудляпрямозубоїпередачіK H = 1,0; K HV - коефіцієнт, щовраховуєдинамічненавантаженнязубців, йогоприймаютьзгіднотабл.17.6.

Таблиця17.5. КоефіцієнтиКн длякосозубихташевроннихпередач

б) длякосозубихпри 0,9 ташевроннихпередачзаформу-

лою

у прямозубих зубчастих передач 0 ірекомендуєтьсябрати

МПаівраховувати, щознак“плюс”відноситьсядозовнішньогозачеплення, азнак“мінус”- довнутрішньогозачепленнязубчастоїпари коліс.

Якщоумова(17.29) невиконується, томожназмінитивідповідноширинувінцяколесаb2 , невиходячизамежірекомендованих

значень , аякщоіценедаєбажаногорезультату, тозмінюють

ва

міжосьовувідстаньабоназначаютьіншіматеріаликолісчиіншутермообробкуірозрахунокповторюють.

2. Розрахунокзубцівнавтомупризгині. Прирозрахункуназгин зубецьрозглядаютьякконсольнубалку. Розрахунковенавантаження прикладаєтьсядовершинизубця, тобтовибираютьнайнебезпечніший випадокнавантаженнязубцязточкизорувиникненнямаксимальної напругизгинууйогооснові.

Розрахунокзубцівнавтомупризгинізводитьсядовизначення робочоїнапругизгинуіпорівнянніїїзприпустимоюнапругоюзаформулою

223

Таблиця17.6 - КоефіцієнтидинамічногонавантаженнязубцівК і

н

К

FV

деУ - коефіцієнтформизубців, якийвизначаєтьсязалежновід

F

еквівалентногочислазубцівZV шестернітаколеса(дивтабл.17.7);

У -коефіцієнтперекриттязубців, якийурозрахункахпрямозубихта

косозубих (шевронних) передач можна наближено брати У =1; У коефіцієнтнахилузубців, дляпрямозубихпередачУ =1 , адля

косозубихташевроннихУ =1- /140 ; K F -коефіцієнт, щоврахо-

вуєрозподілнавантаженняміжзубцями; КF коефіцієнт, щоврахо-

вуєрозподілнавантаженнязашириною зубчастихвінцівколіс(див. рис.17.5); KFV -коефіцієнт, щовраховуєдинамічненавантаженнязубців, приймаєтьсязгіднотабл.17.6.; T1 (внм)- обертовиймоментпередаваємийзубчастоюшестерню; Z1 - кількістьзубцівшестерні; вd - коефіцієнтширинивінцяприймаєтьсязгіднорозділу17.1.2.; mn -(в

224

мм) – нормальниймодульзачеплення; F (вМПа) - припустимана-

пруганазгин.

ВеличиниZV , KF визначаються:

а) еквівалентнечислозубцівдістаємозаформулою

Таблиця17.7 - КоефіцієнтиУF формизубців

де F imв- границявитривалостізубцівпризгині, щовідповідає

базівипробуваньNFO 4 106 прикоефіцієнтіасиметрії, щодорівнює нулю, товонавизначаєтьсязатабл.17.8; K FC - коефіцієнтвпливуна-

225

прямуприкладеннянавантаженняназубці; KFL - коефіцієнтдовговічності; S F - коефіцієнтзапасу, якийберуть: S F =1,75 – приймовірностінеруйнуваннязубців0,9; SF =2,2 - приймовірностінеруйнування більшевід0,99.

Таблиця17.8 - Границівитривалостізубцівпризгині

Приоднобічномуприкладаннідозубцівнавантаження(нереверсивні передачі) коефіцієнтK FC =1, апридвобічномуприкладаннінаванта-

ження (реверсивніпередачі) коефіцієнтKFC визначаютьзаформулою

T1''

K FC 1 FC ' (17.38)

T1

де -коефіцієнт, щовраховуєздатністьматеріалучинитиопір

FC

руйнуванню призмінінапрямунавантаження( FC =0,35 длязубців післянормалізаціїабополіпшення; FC 0,25 - длязубцівізповерх-

невимзміцненням; 0,1- длязубцівпісляазотування);

FC

Т' T'' - обертовімоменти, щонавантажуютьпередачуупроти-

1 1

лежнихнапрямках. Коефіцієнтдовговічності

Тутm F - показникстепенякривоївтомиякийберуть: mF =6

длязубчастихколісізтвердістюповерхнізубцівНВ 3500 МПатаза шліфованоюперехідноюповерхнеюнезалежновідтвердості; m F =9 - длязубчастихколісізнешліфованою перехідною поверхнею при твердостізубцівНВ 3500 МПа; N FE - еквівалентнечислоциклівзмі-

нинапругизгинузастрокслужбипередачі, якезнаходятьізурахуванням режиму навантаження передачі(для постійного режиму

K FE =1,0 , адляіншихрежиміввінменшеніжодиниця)

СумарнечислоциклівнавантаженнязубцівN застрокслужбипередачівизначаютьзаформулою(17.21).

НеобхідновраховуватитакиобмеженнякоефіцієнтаKFL: якщо

NFO<NFE, тоберутьKFL = 1; якщоNFO>NFE іmF = 6, тоKFL ≤2,08, аяк-

щоmF = 9, тоKFL ≤1,63.

Ізспіввідношення(17.34) видно, щозаіншихрівнихумовнапругизгинувзубцяхтимбільші, чимменшиймодульзубцівmn. Міцністьзубцівназгиндляпередачізвідомою міжосьовою відстанню можнапідвищити, збільшуючимодультазменшуючивідповідночислазубцівшестернітаколеса.

17.2 Черв’ячніпередачі

Задопомогою черв’ячноїпередачіздійснюєтьсяпередавання обертовогорухуміжвалами, осіякихмимобіжнівпросторііутворюють, якправило, прямийкут.

Черв’ячнапередача(рис. 17.6) складаєтьсяізчерв’яка1, щомає формугвинта, тачерв’ячногоколеса2, якенагадуєзубчастеколесоз косими зубцями угнутоїформи. Передаванняобертового рухуу черв’ячнійпередачіздійснюєтьсязапринципомгвинтовоїпари, де гвинтомєчерв’як, агайкоюєколесо-сектор, вирізанийіздовгоїгайки ізігнутийпоколу. Убільшостівипадківведучимєчерв’якіпередача працюєназменшеннячастотиобертанняведеноговалу, хочаможливе передаванняобертовогорухуівідчерв’ячногоколесадочерв’яка.

227

Узачепленніконтактвитківчерв’якатазубцівчерв’ячногоколесавідбуваєтьсяполінії(навідмінувідгвинтовихзубчастихпередач, деєточковийконтактзубців), дотогожіззначнимковзанням. Томучереззначнівтратиузачепленнічерв’ячніпередачізастосовуютьдляпередаваннямалихтасередніх(до50 кВт) потужностей, хоча зустрічаютьсяпередачі, якіздатніпередаватипотужністьдо200 кВт.

Задопомогою черв’ячноїпередачіможнареалізувативелике передаточнечислоu=7…100 ібільше. Такіпередачіяккінематичні, такісиловівикористовуютьупідйомно-транспортнихмашинах, різнихметалообробнихверстатах, транспортнихзасобахтощо.

Порівнянозіншимимеханічнимипередачамичерв’ячніпередачімаютьтакіпереваги:

а) плавністьтабезшумністьроботипривисокихшвидкостях; б) достатньовисоканадійністьтапростотадоглядувексплуата-

ції;

в) компактність, тобтомалігабаритнірозмірипривеликомупередаточномучислі;

г) можливістьвиконанняпередачісамогальмівною (неможлива передачаобертовогорухувідчерв’ячногоколесадочерв’яка).

Донедоліківчерв’ячнихпередачналежать:

а) порівняноневисокийККД, щонеперевищуєвдеякихвипад-

ках0,70…0,85;

б) потребавикористаннядлячерв'ячногоколесадорогихантифрикційнихматеріалів;

в) низьканесучаздатністьупорівнянніззубчастимипередача-

ми.

МалезначенняККДчерв’ячнихпередачнедозволяєвикористовуватиїхдляпередаваннявеликихнавантажень, оскількисуттєві втратипотужностізарахуноктертяузачепленніпризводятьдозначногонагріванняпередачі. Томучерв’ячніпередачікращезастосовуватиуприводахперіодичноїдії.

Черв’ячніпередачііїхніелементикласифікуютьзатакимиознаками: заформоюпочатковоїповерхнічерв’яка– циліндричнічиглобоїдні; заформоюпрофілювитківчерв’якауторцевійплощині– конволютні, евольвентні, архімедовітаін.; зарозміщеннямчерв’якащодо колеса– знижнім, верхнімтабічнимрозміщеннямчерв’яка; законс-

228

конструктивнимоформленням– відкритітазакриті, щопрацюютьу спеціальномукорпусі.

Напрактицібільшезастосовуютьчерв’ячніциліндричніпередачізархімедовимчерв’якомякбільшпростіувиготовленні.

17.2.1 Параметричерв’ячноїпередачі Циліндричнічерв’яки. Черв’як– цециліндричнетілонаповер-

хніякогоєвиткизаформоюгвинтовоїлінії(рис. 17.7)

Рисунок17.6 – Деталічерв’ячноїпередачі

Якщоуторцевійплощинівиткичерв’якамаютьпрофільархімедовоїспіралі, тотакічерв’якиназиваютьархімедовими(їхпозначаютьZA). ВосьовомуперерізіА-А(рис. 17.7, а) бічніповерхнівитка черв’якаZA окресленіпрямимилініямизпрофільнимкутомα. Витки черв’якауторцевійплощиніможутьматипрофільпродовженоїабо скороченоїевольвенти. Такічерв’якиназиваютьконволютними(позначаютьZN; різновидностіZN1, ZN2, ZN3). Черв’якитипуZN (рис. 17.7, б) маютьпрямолінійніпрофіліуїхнормальномуперерізіВ-В.

Кутпрофілювитківунормальномуперерізіα.

n

Якщовиткичерв’якауторцевійплощинімаютьпрофільнормальноїевольвенти, тотакічерв’якиназиваютьевольвентними(позначаютьZI). Евольвентнічерв’якимаютьпрямолінійнийпрофільвитків уперерізіплощиною С-С(рис. 17.7, в), паралельно-осьовій, алезміщеноюнарадіусосновногоциліндрачерв’яка.

229

Черв’якиможутьвиготовлятисьізоднимабокількомавитками. Стандартомнасиловічерв’ячніпередачіпередбачаєтьсязастосування черв’яківізчисломвитківZI = 1; 2; 4.

Відстаньміжвідповіднимибічнимисторонамидвохсуміжних профілів, вимірянапаралельноосічерв’яка(рис. 17.7), називається осьовимкрокомвитківіпозначаєтьсяPx. Такожвідстаньміжсуміжнимипрофілямиодногоітогожвитканазиваєтьсяходомгвинтової лініївиткаPz. Якщоz1 = 1, тоPz = Px, авіншихвипадкахPz = z1∙Px.

Рисунок17.7 – Типициліндричнихчерв’яків

ВідношенняPx / π= m називаєтьсямодулем. Длячерв’якавінє основним, адляколеса– коловим. Стандартнізначеннямодулівm, мм вибираютьсязряду: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; допускаєтьсявикористовуватимодулі1,5; 3; 3,5; 6; 7; 12 і14 мм.

Ділильнийдіаметрчерв’якавизначаютьзаформулою

деq – коефіцієнтдіаметрачерв’якайогостандартнізначенняі відповідніїммодулінаведенівтабл. 17.9.