Лекции по детали машин / Лекция 02
.docЛекция 2 (2 часа)
Механические передачи
План лекции
-
Классификация и основные параметры механических передач [с. 111-113]
-
Зубчатые передачи: классификация, достоинства недостатки; критерии работоспособности и расчета [с. 113-115, 120-127].
-
Краткие сведения о геометрии и кинематике цилиндрических зубчатых передач [с. 115-120]
1. Механическая передача – это механизм для преобразования параметров движения в машине при передаче его от двигателя к исполнительному органу.
Необходимость передачи в машинах обусловлена требованием согласования режима работы двигателя, характеризующегося обычно большой частотой вращения его вала и малым крутящим моментом, с режимом работы исполнительного звена, имеющего, как правило, обратные характеристики.
Классификация
Основные параметры механических передач
В каждой передаче различают входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы. Между ними в много ступенчатых передачах располагаются промежуточные валы.
-
-
Р1 и Р2 , кВт– мощность на входе и выходе передачи;
-
n1 и n2 , мин-1 – частота вращения валов (ω1 и ω2 , с-1 – угловые скорости валов)
-
Т1 и Т2, Нм – крутящие момент на валах
-
- передаточное
отношение
Основные соотношения между параметрами передачи
,
Нм
- – крутящие моменты на валах;
- КПД передачи;
,
м/с
– окружная скорость на диаметре d,
м;
- окружная сила на
диаметре d,
м.
2. Зубчатая передача – это передача основанная на работе зубчатого зацепления (курс ТММ).
Зубчатые передачи классифицируются:
-
по расположению валов
-
с параллельными осями валов (цилиндрические внешнего и внутреннего зацепления);
-
с пересекающимися осями валов (конические);
-
с перекрещивающимися осями валов (цилиндрические винтовые).
по расположению зубьев на колесах передачи
-
прямозубые передачи (линия зуба параллельна оси вала колеса);
-
косозубые
по форме профиля зуба
-
эвольвентные;
-
с круговым зубом и др.
Достоинства зубчатых передач по сравнению с другими передачами: малые габариты, высокий КПД, большая долговечность и надежность в работе, постоянство передаточного отношения, возможность использования в широком диапазоне моментов, скоростей и передаточных отношений (1<i<16).
Недостатки: Повышенные требования к точности изготовления зубчатых колос и монтажа передачи; шум в работе.
При передаче крутящего момента в зацеплении действуют нормальные силы Fn (зуб давит на другой зуб) и связанные с ними силы трения Fтр=fFn (зуб, перекатываясь, скользит относительно зуба другого колеса). Под действием этих сил зубья колес находятся в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на их работоспособность оказывают два основных напряжения – контактное – σH и изгибное σF , которые меняются во времени некоторому отнулевому циклу. Эти напряжения (σH и σF ) являются причиной усталостного (т.е. наступающего со временем) разрушения зубьев, которое проявляется либо в виде выкрашивания рабочих поверхностей от σH , либо в виде поломки зубьев, от σF . Таким образом основными критериями работоспособности и расчета зубчатых передач являются контактная и изгибная усталостная прочность зубьев их колес.
Из перечисленных ранее видов зубчатых передач наибольшее распространение имеют цилиндрические эвольвентные передачи, как самые дешевые и простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Рассмотрим их геометрию (все понятия и термины характеризующие ее стандартизованы).
Одну пару зубчатых колес, находящихся в зацеплении называют ступенью. Меньшее из двух колес в ступени называют шестерней и всем ее параметрам присваивают индекс 1; большее называют колесом и присваивают индекс 2. Кроме того различают индексы:
w – начальная поверхность или окружность зубчатых колес;
b – основная окружность;
а – окружность вершин зубьев;
f – окружность впадин и ножки зубьев.
Параметры, относящиеся к делительной поверхности или окружности индекса не имеют.
Если через z1 и z2 обозначить число зубьев колес в передаче, то ее передаточное число (используется передача с i=n1/n2)
Зубчатые колеса могут быть нарезаны без смещения и со смещением исходного контура нарезающего инструмента. Объем часов нашего курса позволяет рассматривать геометрию только зубчатых передач образованных колесами нарезанными без смещения исходного контура, для которых делительная а начальная окружности совпадают, а коэффициенты смещения х1=х2=0.
Основной геометрический параметр зубчатых колес это их нормальный модуль mn.
|
Окружной
|
Нормальный (стандартизован по СТ СЭВ 310-76)
|
|
|
|
|
|
Межосевое расстояние:
|
Высота зуба:
|
Высота головки зуба:
|
Радиальный зазор:
|
|
|
Делительный диаметр:
|
Начальный
диаметр:
|
||
|
Диаметр вершин зубьев:
|
Диаметр впадин:
|
||
