- •Передача с зацепленим м.Л. Новикова
- •Потери и кпд
- •Выбор типа планетарной передачи
- •Расчёт на прочность
- •Волновые передачи
- •Передаточное число
- •Точность изготовления
- •Кинематические параметры
- •Кпд червячной передачи
- •Основные критерии работоспособности и расчёта
- •Силы и силовые зависимости
- •Напряжения в ремне
- •Влияние отдельных составляющих суммарного напряжения на тяговую способность ремённой передачи и долговечность ремня
- •Клиноремённая передача
- •Основные характеристики
- •Приводные цепи
- •Звёздочки приводных цепей
- •Силы в цепной передаче
- •Критерии работоспособности и расчёта
- •Проектный расчёт вала
- •1. Предварительно оценивают диаметр вала из проектного расчёта только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях:
- •Проверочный расчёт валов
- •Проверка валов на статическую прочность
- •Подшипники
- •Подшипники скольжения
- •Конструкции подшипников скольжения и их материалы
- •Условия работы и виды разрушения подшипников скольжения
- •Основные критерии работоспособности и расчёта
- •Выбор подшипников по динамической грузоподъёмности с (по заданному ресурсу или долговечности)
- •Эквивалентная нагрузка
- •Проверка и подбор подшипников по статической грузоподъёмности
- •Муфты упругие
- •Соединения деталей
- •Шпоночные соединения
- •Зубчатые (шлицевые) соединения
- •Резьбовые соединения
- •Заклёпочные соединения
- •Сварные соединения
Передача с зацепленим м.Л. Новикова
В 1954 г. В СССР М.Л. Новиков разработал зубчатое зацепление с круговыми профилями зубьев. Эти передачи обладают повышенной нагрузочной способностью и получили широкое применение. В СССР они стандартизованы. Их изготовляют как передачи общего, так и специального назначения.
Зубья передач Новикова – косые с нормальным профилем, выполненные по дугам окружностей. Различают в основном два вида зубчатых передач Новикова: профиль зубьев шестерни – выпуклый, а колеса – вогнутый; профиль зубьев шестерни и колеса – выпукло-вогнутый.
Зубчатые передачи Новикова выполняют цилиндрическими или коническими. Наиболее распространены цилиндрические, их и рассмотрим.
В цилиндрической передаче Новикова линия зацепления расположена параллельно осям зубчатых колёс и поэтому контакт зубьев здесь перемещается не по профилю зубьев, как в эвольвентной передаче, вдоль зубьев. Так как скорость перемещения контактной площадки и угол давления остаются постоянными, то профиль зубьев шестерни и колеса могут быть выполнены по дугам окружностей с близкими радиусами кривизны.
Так как радиусы кривизны профилей зубьев шестерни и колеса близки, то после приработки зубья соприкасаются на всей высоте по линии. Таким образом, в этой передаче нагрузка распределяется на сравнительно большую площадку контакта. Соответственно допускаемая нагрузка по условиям контактной прочности зубьев для передач Новикова примерно в 1,5…1,7 раза больше, чем для эвольвентных передач.
Передача Новикова: профиль зуба шестерни – выпуклый,
колеса - вогнутый
Профиль зуба шестерни и колеса – выпукло-вогнутый;
дозаполюсная передача
Благодаря большой нагрузочной способности передачи Новикова по сравнению с передачами эвольвентного зацепления более компактны и допускают большее передаточное отношение, а благодаря толстой масляной плёнке между соприкасающимися зубьями (конструкция зубьев способствует образованию масляной плёнки значительно большей толщины, чем у эвольвентной передачи) уменьшается износ зубьев и повышается КПД передачи.
Недостаток передачи Новикова – высокие требования к точности изготовления передачи, валов, корпуса, опор и к точности монтажа. Это объясняется тем, что при перекосах колёс происходит значительное уменьшение контактной площадки, и вся нагрузка сосредотачивается на небольшом участке длины зубьев. Неправильное положение зубьев может также вызывать дополнительные динамические нагрузки. Передачи Новикова благодаря компактности и хорошей приработке нашли применение главным образом при передаче больших крутящих моментов при постоянных нагрузках.
В зубчатых передачах Новикова с выпуклым профилем зубьев одного зубчатого колеса и вогнутым профилем зубьев другого - одна линия зацепления (контакт сопряженных зубьев происходит теоретически в одной точке), а в передачах с выпукло-вогнутым профилем – две линии зацепления. Передачи с двумя линиями зацепления имеют большую контактную прочность, кроме того, зубья колеса и шестерни в этом случае можно нарезать одним инструментом.
При ведущем колесе с выпуклым профилем зубьев линия зацепления расположена параллельно полюсной линии и осям вращения ведущего зубчатого колеса. Такая передача называется заполюсной.
При ведущем колесе с вогнутым профилем зубьев линия зацепления располагается до полюса зацепления по направлению вращения ведущего зубчатого колеса. Эта передача называется дополюсной.
В передаче с двумя линиями зацепления одна линия зацепления располагается до, а вторая – за полюсом. Эта передача называется дозаполюсной. Очевидно, что нагрузочная способность передачи с двумя линиями зацепления больше, чем с одной. Поэтому дозаполюсное зацепление предпочтительнее.
Основные геометрические параметры. Для цилиндрических передач Новикова модули стандартизованы ГОСТ 14186-69.
Колёса передачи нарезают обычно без смещения. Для дозаполюсного зацепления:
;
Обозначения те же, что и для эвольвентных передач: = 10 …22,
ha* = 0,9; С* = 0,15.
Материалы. Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных. Наиболее распространены материалы с твёрдостью рабочих поверхностей НВ 350. применение материалов с высокой твёрдостью здесь менее эффективно, чем в эвольвентных передачах. Уменьшая способность колёс к приработке, эти материалы не приводят к существенному повышению нагрузочной способности передачи.
Расчёт на прочность. Основным критерием работоспособности и расчёта передач Новикова. Как и у эвольвентных передач, является прочность по контактным и изгибным напряжениям.
Условия контакта зубьев в передачах Новикова существенно отличаются от условий контакта по Герцу (малая разность r1 и r2, большие 1 и 2). Размеры площадок контакта здесь соизмеримы с размерами зубьев, а контактные напряжения приближаются к напряжениям смятия. Поэтому расчёт передач Новикова по контактным напряжениям, определяемым зависимостями Герца, применяют условно.
Основные расчётные зависимости для передач цилиндрических дозаполюсного зацепления по ГОСТ 15023-76*
по контактным напряжениям Н
;
по напряжениям изгиба
,
где: d1, Enp, T1, z1, u, KHV, KFV, mn, , , H, F - то же, что и для эвольвентных передач;
’ – ближайшее число в значении - осевого коэффициента перекрытия (например, при = 1,3 ’ = 1) определяется по графикам;
КВ, КИ – коэффициенты, зависящие от угла (лпределяются по графикам);
- коэффициент, зависящий от = - ’ (определяется по графикам);
YF – коэффициент формы зуба, определяемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев zv по таблицам. Эквивалентное число зубьев определяется по формуле
Допускаемые напряжения, контактное H и изгибное F, определяются таким же образом, как для зубчатых эвольвентных передач.
ПЛАНЕТАРНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Характеристика и применение
Планетарными называют передачи, содержащие зубчатые колёса с перемещающимися осями. На рисунке показана такая передача. Она состоит из центрального колеса «а» с наружными зубьями, центрального колеса «в» с внутренними зубьями, водила «h» и сателлитов «g». Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса «а», то есть совершают движение, подобное движению планет. Отсюда название - планетарные передачи.
При неподвижном колесе «в» (рис. б) движение может передаваться от «а» к «h» или от «h» к «а»; при неподвижном водиле «h» - от «а» к «в» или от «в» к «а». при всех свободных звеньях одно движение можно раскладывать на два или два объединять в одно. Например, от «в» к «а» и «», от «а» и «» к «в» и тому подобное. Это уже дифференциальная передача.
Широкие кинематические возможности планетарной передачи являются одним из основных её достоинств и позволяют использовать передачу как редуктор с i = const; как коробку скоростей, глее I изменяют путём поочерёдного торможения различных звеньев; как дифференциальный механизм.
Вторым достоинством планетарных передач является компактность и малая масса. Переход от простых передач к планетарным позволяет по многих случаях снизить массу в 2…4 раза. Это объясняется следующим: мощность передаётся по нескольким потокам (равно числу сателлитов). При этом нагрузка на зубья в каждом зацеплении уменьшается в несколько раз; внутреннее зацепление обладает повышенной нагрузочной способностью; планетарный принцип позволяет получить большие передаточные отношения (до 1000 раз и более) без применения многоступенчатых передач; малая нагрузка на опоры, так как при симметричном расположении сателлитов силы в передаче взаимно уравновешиваются.
Недостатки планетарных передач: повышенные требования к точности изготовления и монтажа.
Силы в зацеплении
Из рисунка видно, что по условиям равновесия сателлита
; ; .
Здесь С – число сателлитов;
Кс – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки между сателлитами.
Радиальные Fr и осевые Fa нагрузки при известной окружной силе определяются так же, как простых передачах.
Кс = 1,2…2 – при отсутствии компенсирующих устройств;
Кс = 1,1 …1,2 при С = 3 и самоустанавливающимся колесе (одно из центральных колёс).