tmmivan

224

10.5 Выбор коэффициентов смещения цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи.

Способами устранения подреза являются: 1) увеличение межосевого расстояния для готовых колес передачи и 2) корригирование (исправление) - это смещение режущего инструмента относительно оси заготовки колеса при изготовлении.

Корригирование позволяет не только избежать подреза или заклинивания у колес с числом зубьев меньше допускаемого, но и добиться улучшения тех или иных эксплуатационных показателей.

В настоящее время для корригирования эвольвентных зубчатых колес (поиска оптимальных значений коэффициентов смещения) используется метод блокирующих контуров.

Метод базируется на использовании графических изображений для конкретного сочетания чисел зубьев шестерни z1 и колеса z2 зон разрешенных точек, определяющих соотношение коэффициентов смещения шестерни х1 и колеса х2 зубчатой передачи, положение которых ограничено линиями, характеризующими те или иные показатели зацепления.

Эти графические изображения, именуемые блокирующими контурами, сведены в Справочник по корригированию зубчатых колес. М.- Свердловск, Машгиз, 1962 авторов: Болотовская Т.П., Болотовский Н.А., Смирнов В.Э.

Пример блокирующего контура для пары зубчатых колес с числами зубьев шестерни z1= 12 и колеса z2= 15 дан на рис. 10.15.

225

Рис. 10.15. Блокирующий контур.

Линии, ограничивающие зону блокирующего контура или проходящие через нее соответствуют определенным значениям геометрических или кинематических показателей зацепления а следовательно и отражающими их эксплуатационные показатели:

1. Отсутствие подреза – достигается, когда точка, определяющая коэффициенты смещения шестерни – х1 и колеса – х2 берется внутри зоны контура, ограниченной линиями, за внешними пределами которых будет иметь место подрез на шестерне хmin1 или на колесе хmin2, а линией, соответствующей значению коэффициента перекрытия εα=1,0, за пределами которой будет нарушена непрерывность (плавность ) зацепления. Граничные линии блокирующего контура, распо-

226

ложенные с внешней стороны от линий хmin1 и хmin2 определяют ко-

эффициенты смещения при которых будет происходить заклинивание

колес.

2.Шумность (плавность) зацепления оценивается положением точки, определяющей коэффициенты смещения относительно границы блокирующего контура, где коэффициент перекрытия εα=1,0 и изолинии, где εα=1,2. Коэффициент перекрытия εα – показывает число пар зубьев сопряженных колес, одновременно находящихся в зацеплении. Теоретические пределы его изменения от 1 до 2. Для реальных передач принимаются значения не менее 1,1.

3.Контактные напряжения являются определяющими и по ним производится расчет закрытых зубчатых механизмов (работающих в масляной ванне), где разрушение связано с выкрашиванием поверхностного слоя (питтингом) материала зубьев колес. Эти напряжения уменьшаются с увеличением угла зацепления αω, а следовательно с увеличением суммарного коэффициента смещения – хс max, следовательно, для снижения контактных напряжений, точку, определяющую

коэффициенты смещения, необходимо выбирать на изолиниях – хс max, образующих угол 45˚с осями координат контура.

4. Изгибные напряжения являются определяющими и по ним производится расчет открытых, подверженных активному абразивному износу зубчатых механизмов, в которых разрушение связано с существенным износом тела зубьев, уменьшением при этом толщины зубьев и последующим изломом от напряжений изгиба. Для повышения изгибной прочности , благодаря равновеликости износа шестерни и колеса точку на блокирующем контуре , определяющую коэффици-

227

енты смещения, необходимо выбирать на линии равновеликих коэффициентов скольжения λ1 =λ2 .

5. Ограничение заострения производится для открытых зубчатых механизмов с целью снижения вероятности излома головок зубьев, вследствие абразивного износа и существенном уменьшении толщины головки зубьев. Заострение характеризуется толщиной зуба на окружности вершин. Предельно допустимым значением толщины головки зуба является значение sa ≥ 0,2m. Для снижения вероятности заострения зубьев, точку на блокирующем контуре выбирают в зоне, равноудаленной от равноценных (при одинаковом материале шестерни и колеса) изолиний коэффициентов заострения – sa1 и sa2. Блокирующие контуры позволяют определить как предельные коэффициенты смещения шестерни и колеса обеспечивающие максимальную эффективность какого-либо из эксплуатационных показателей зубчатого механизма, найти оптимальное компромиссное решение для одновременного обеспечения нескольких показателей или спрогнозировать поведение зубчатой пары при эксплуатации.

228

10.6. Расчет геометрических размеров зацепления.

Размеры элементов эвольтвентного цилиндрического зацепле-

ния с прямым зубом.

Таблица 10.1.

229

10.7.Зубчатые механизмы.

Зубчатые механизмы предназначены для передачи вращательного движения или его преобразования во вращательное с большей или меньшей заданной угловой скоростью.

При этом, зубчатые механизмы предназначенные для понижения скорости вращения называются редукторами, а предназначенные для повышения скорости вращения – мультипликаторами.

Передача движения в зубчатых механизмах осуществляется колесами, снабженными зубьями, штифтами или цевками, посредством которых осуществляется зацепление колес.

Принципиально зубчатые механизмы подразделяются на

б) дифференциальные в) замкнутые

Рядовые зубчатые механизмы – это такие механизмы, в которых зубчатые венцы колес последовательно соединены друг с другом (рис. 10.16.).

230

Рис. 10.16. Рядовой зубчатый механизм.

Рядовые зубчатые механизмы предназначены для передачи движений (крутящего момента) при значительном межцентровом расстоянии (расстоянии между входным и выходным валами) или для изменения направления выходного вала (рис. 10.17.).

Рис. 10.17. Соотношение габаритов одноступенчатого и трехступенчатого рядового зубчатого механизма.

Передаточное отношение:

u13 = w1 w2 = w1 ;

w2 w3 w3

231

или через числа зубьев колес:

где w – угловые скорости колес, z – числа зубьев колес. Передаточное отношение рядового зубчатого механизма опреде-

ляется отношением угловых скоростей или чисел зубьев ведущего и ведомого колес с учетом направления вращения выходного колеса по отношению к ведущему. Все промежуточные колеса не участвуют в образовании передаточного отношения почему и называются «паразитными».

Если колеса вращаются в противоположных направлениях, что для одной пары колес относится к внешнему зацеплению, то им соответствует знак (-), а если вращаются в одном направлении, что для одной пары колес относится к внутреннему зацеплению, то им соответствует знак (+). (рис. 10.18.)

Рис. 10.18. Соответствие знака передаточного отношения схеме зубчатого механизма и направлению вращения его колес.

233

с учетом направления вращения ведомого колеса по отношению к ведущему.

Здесь все колеса механизма участвуют в образовании передаточного отношения.

Эпициклические зубчатые механизмы это такие, в которых оси одного или нескольких зубчатых колес перемещаются относительно корпуса механизма.

Рис. 10.20. Кинематическая схема однорядного планетарного зубчатого механизма.

Эпициклический зубчатый механизм включает в себя:

1.Центральные колеса z1 и z3- колеса соосные между собой и с водилом Н и находящиеся в зацеплении с сателлитом (или блоком сателлитов) z2, расположенном на данной водиле.

2.Сателлит (спутник) z2- колесо, ось которого перемещается в корпусе зубчатого механизма посредством водила – Н

3.Водило Н – кривошип, осуществляющий переносное движение оси сателлитов и снимающее с них крутящий момент.