zhingarovskiy_a.n._izuchenie_mehanicheskih_peredach_2008

129

Литература

Жингаровский, А.Н. Изучение механических передач [Текст]: учеб. пособие /А. Н. Жингаровский, Е.И. Кейн, Е.Л. Суровцев. – 3-е изд. испр. – Ухта: УГТУ, 2007. – 164 с.: ил.

4.9Контрольные вопросы

1Для чего нужно предварительное натяжение ремня ременной передачи?

2Какими способами обеспечивается предварительное натяжение ремня?

3Какие типы ременных передач вам известны?

4От чего зависит угол профиля канавки шкива клиноременной передачи?

5Какие силы действуют на ремень при неподвижной передаче, на холостом ходу, при работе под нагрузкой?

6На какую величину отличаются натяжения рабочей и холостой ветвей ремня на холостом ходу, при работе под нагрузкой?

7Как влияют на работоспособность передачи центробежные силы, действующие на ремень?

8В чем основное преимущество клиноременных передач в сравнении с передачами плоскоремёнными?

9Должен ли клиновой ремень опираться на дно канавки шкива при работе передачи под нагрузкой?

10Какое влияние оказывают погрешности взаимного расположения шкивов на ременную передачу?

11Как и почему величина предварительного натяжения ремня влияет на его долговечность?

12Почему в период эксплуатации ременной передачи требуется периодически регулировать предварительное натяжение ремня? Какими конструктивными средствами можно избежать этой регулировки?

130

5 ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕС ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 5.1 Порядок и цель выполнения работы

5.1.1Работая в лаборатории, будьте осторожны, не повредите себе руки, не роняйте детали на ноги себе и товарищам! Не засоряйте лабораторные объекты! После изучения приведите лабораторный объект в первоначальное состояние и возвратите его на прежнее место. Инструменты в конце занятий сдайте преподавателю.

5.1.2Познакомьтесь предварительно с описанием настоящей лабораторной работы. Итогом этого подготовительного этапа должно стать краткое собеседование с преподавателем. При положительном его результате вам будет предложена зубчатая или червячная пара одного из редукторов на предмет изучения её геометрических параметров и подготовки отчета в соответствии с подразделом 5.6.

Работа будет считаться зачтённой, если вы:

– четко различаете все три типа передач зацеплением, о которых идет речь в настоящем описании работы;

– знаете их разновидности и отличительные свойства этих разновидностей;

– защитили отчет;

– можете ответить на контрольные вопросы.

5.1.3Лабораторная работа предусматривает выявление геометрических параметров зубчатой (червячной) пары предложенного вам редуктора с целью изучения набора этих параметров и связывающих их зависимостей. Для этого следует сна-

чала измерить те параметры, которые поддаются измерению с удовлетворительной точностью простейшими измерительными инструментами (линейка, штангенциркуль, транспортир и т.п.). Затем, пользуясь результатами измерений и приведёнными далее в таблицах наборами зависимостей между параметрами, рассчитать остальные параметры и полученные результаты положить в основу отчета о лабораторной работе.

5.2Общие сведения о геометрических параметрах зубчатых

ичервячных передач

Геометрические параметры зубчатых, червячных колёс и червяков определяют их геометрические размеры (диаметры, модули, углы наклона зубьев и др.), а также характеристики их взаимодействия в передаче (коэффициент перекрытия, боковой зазор между зубьями и т.д.). В конструкторской практике эти параметры необходимы, прежде всего для

131

разработки чертежей колёс и червяков, по которым они обрабатываются на производстве. В лабораторной работе рассматриваются лишь основные параметры, которые понадобятся вам в курсовом проектировании.

Основные параметры колёс и червяков стандартизованы (модули, исходный контур, коэффициенты диаметра червяков и др.). Поясним одну из основных целей этой стандартизации. Нарезание зубьев сводится в конечном итоге к обработке (прорезанию) на заготовке колеса или червяка канавок вполне определённого профиля. Этот профиль строго определяется геометрическими параметрами колеса или червяка и также строго соответствует параметрам режущих элементов зуборезного инструмента (фрезы, дол-

бяка и т.п.). Если не ограничить стандартами величины ряда

параметров зубьев, а назначать их произвольно, например модули, то для каждого спроектированного колеса всякий раз придётся проектировать и изготовлять свой индивидуальный зуборезный инструмент. Это сложно, дорого и требует больших затрат времени.

Назначение при проектировании стандартных параметров позволяет обходиться ограниченным ассортиментом уже готового зуборезного инструмента, который согласован с ограниченным числом стандартных параметров колёс и червяков и выпускается серийно специализированными предприятиями. Такой путь экономит время, удешевляет и упрощает производство.

Есть и другие весьма важные обстоятельства, обусловливающие необходимость стандартизации (требование взаимозаменяемости, оптимизация конструкции и т.п.).

В заключение заметим, что в настоящей лабо раторной работе будут рассматриваться соотношения геометрических параметров только эвольвентных нормальных (нулевых) зубчатых колес, нарезанных без смещения зуборезного инструмента, т.е. без коррекции или модифицирования /14, с. 54, 80/.

5.3 Геометрические параметры колёс цилиндрических зубчатых передач

5.3.1Оси колёс цилиндрической зубчатой передачи параллельны.

Взависимости от расположения зубьев колёса и передачи могут быть с внутренним или внешним зацеплением. Последние в машиностроении преобладают. По расположению линий зубьев относительно образующих делительного цилиндра различают колёса косозубые, прямозубые и шевронные (таблица 5.1). Напомним, что линией зуба называют линию пересечения боковой поверхности зуба с поверхностью делительного цилиндра.

132

Таблица 5.1 – Характеристики цилиндрических колёс по расположению линий зубьев относительно образующих делительного цилиндра

Колёса прямозубые Прямозубые колёса являются ча-

стным случаем косозубых (угол β = 0). Их линии зубьев прямолинейны и параллельны образующим делительного цилиндра. Колеса применяются при окружных скоростях до 10 м/с. Осевая сила в зацеплении отсутствует.

Колёса шевронные Шевронное колесо можно рас-

сматривать состоящим из двух косозубых колёс, которые отличаются друг от друга только одним параметром – направлением наклона линий зубьев (у одного колеса это направление правое, у другого – левое). Упомянутые косозубые колёса могут быть изготовлены как одно целое или же раздельно и затем жестко соединены между собой.

В зацеплении шевронных колёс осевые силы взаимно уравновешены и не передаются на валы и подшипники. Применяются в крупных высоконагруженных редукторах.

133

5.3.2 Среди стандартных параметров цилиндрических колёс на первом месте следует назвать модуль. Стандартный ряд модулей даётся в ГОСТ 9563 - 60. Приводим ниже некоторые употребительные в силовых передачах стандартные значения модулей в мм:

1-й ряд (предпочтительней): 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и т.д.;

2-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0; 11,0.

В автотракторной промышленности и в редукторостроении применяют иногда нестандартные на сегодняшний день модули 1,6; 3,15; 3,75; 4,25; 6,3; 6,5 мм, которые предусматривались стандартами, ныне отмененными.

Напомним, что модулем называют частное от деления шага колеса, измеряемого в миллиметрах по дуге делительного цилиндра, на

число π. Шаг принято измерять в двух сечениях колеса:

-нормальный шаг Pn – в сечении, нормальном к линии зуба;

-окружной (торцевой) шаг Pt – в сечении колеса, перпендикулярном

кего оси (торцевом сечении), что иллюстрировано рисунками 5.1 а, б.

В соответствии с двумя упомянутыми шагами различают также два модуля – нормальный mn = Pn / π и окружной (торцевой) mt = Pt / π. У колёс прямозубых оба модуля совпадают по величине, у косозубых они различны, а стандартным назначают нормальный модуль.

Из числа стандартных параметров упомянем ещё межосевые расстояния и передаточные числа. В отличие от других, их значения при проектировании передач не всегда назначают стандартными, а только если такое условие поставлено заданием на проектирование.

Чтобы определить направление линий зубьев колеса (червяка), следует расположить колесо так, чтобы его ось была вертикальна. Тогда, если зубья колеса поднимаются вверх слева направо, то направление будет правым, если справа налево – левым. Так, например, косозубое колесо на эскизе в таблице 5.1 имеет левое направление зубьев.

Изучаемые в лабораторной работе параметры нормальных цилиндрических зубчатых колес иллюстрированы рисунком 5.1 и таблицей 5.2.

134

а – параметры колеса на виде с торца; б – то же самое на виде косозубого колеса сбоку.

Рисунок 5.1 – Параметры цилиндрического колеса с внешними зубьями

136

5.4 Геометрические параметры колёс прямозубых конических передач

5.4.1 Оси колёс конической передачи пересекаются. Угол между осями может быть любым, но чаще ∑ = 900.

В зависимости от формы теоретической линии зубьев на развёртке делительного конуса различают три основных вида конических колёс, которые охарактеризованы в таблице 5.3. Напомним, что линией зуба конического колеса называют линию пересечения боковой поверхности зуба с поверхностью делительного конуса.

Таблица 5.3 - Характеристики конических колёс по форме теоретической линии зубьев на развертке делительного конуса

В осевом сечении конических колёс различают три формы зубьев, охарактеризованные в таблице 5.4. Выбор той или иной формы зависит от геометрических (модуль, число зубьев, конусное расстояние и др.), технологических и производственных факторов, которые рассматриваются

137

в специальной литературе. Для колёс с прямыми зубьями характерна форма 1.

Таблица 5.4 – Формы зубьев конических колёс в осевом сечении

5.4.2У конических колёс поперечные размеры зубчатого венца

изубьев непостоянны. Поэтому для определённости и удобства измерения у прямозубых колёс с формой зубьев 1 по таблице 5.4 параметры зубчатого венца (делительный диаметр, диаметры вершин

ивпадины, окружной модуль и др.) задают на внешнем торце колеса. Называют эти параметры внешними. Внешний торец является поверхностью так называемого внешнего дополнительного конуса (см. рисунок 5.2), ось которого совпадает с осью колеса, а образующая перпендикулярна образующей делительного конуса.

Внешний окружной модуль обычно берут стандартным (по стандарту для цилиндрических колёс – см. подраздел 5.3). Допускается назначение нестандартного модуля, если это не требует применения