- •Розділ iiі. Зубчасті передачі
- •7. Загальна характеристика зубчастих передач
- •7.1. Призначення, основні характеристики і залежності
- •7.2. Загальні відомості про зубчасті передачі
- •7.3. Короткі відомості про геометрію і кінематику зубчастих передач
- •7.4. Поняття про зубчасті колеса із зміщенням
- •7.5. Точність виготовлення зубчастих передач
- •7.6. Контактна напруга в зубчастих передачах
- •7.7. Умови роботи і види руйнування зуб’їв
- •Контрольні запитання
- •8. Циліндричні передачі
- •Рекомендовані значення коефіцієнту вd
- •Коефіцієнт динамічного навантаження зубчатих передач
- •8.3.1. Розрахунок міцності зуб’їв за контактною напругою виконують при їх контакті в полюсі зачеплення за формулою (7.7):
- •Біляполюсна зона має найменшу контактну міцність і характеризується однопарним зачепленням.
- •Мінімально допустиме число зуб’їв зубчастих коліс
- •Числове значення коефіцієнтом форми зуба yf
- •Рекомендовані значення коефіцієнту
- •8.5. Сили в зачепленні
- •8.6. Розрахунок міцності косозубих та шевронних циліндричних передач
- •Значення коефіцієнтів нерівномірності навантаження одночасно зачеплених пар зуб’їв kHα і kFα
- •8.7. Конструкція зубчастих коліс
- •Контрольні запитання
- •9. Конічні зубчасті передачі
- •9.1. Загальні відомості
- •9.2. Основні геометричні параметри
- •9.3. Зведення прямозубого конічного колеса до еквівалентного прямозубого циліндричного
- •9.4. Сили в зачепленні прямозубої конічної передачі
- •9.5. Розрахунок міцності прямозубої конічної передачі
- •Контрольні запитання
- •10.2. Допустима напруга в розрахунках міцності зубчастих передач
- •Механічні характеристики матеріалів зубчастих коліс
- •Коефіцієнт еквівалентного навантаження довговічності зубчастих передач
- •Коефіцієнти динамічного навантаження машин та обладнання
- •Контрольні запитання
- •11. Особливості розрахунків окремих спеціальних зубчастих передач
- •11.2. Особливості розрахунків відкритих зубчастих передач
- •11.2. Особливості розрахунку планетарних передач
- •11.3. Циліндричні передачі з зачепленням Новікова
- •11.4. Короткі відомості про гвинтові та гепоїдні передачі
- •11.5. Хвильові зубчасті передачі
- •Контрольні запитання
Контрольні запитання
1. Дайте загальну характеристику конічних зубчастих передач. З якими зуб'ями використовують конічні зубчасті передачі?
2. Назвіть основні геометричні параметри конічних зубчастих передач із прямими зуб'ями.
3. Які сили діють у зачепленні прямозубої конічної передачі?
4. З якою метою роблять зведення прямозубого конічного колеса до еквівалентного прямозубого циліндричного? Як знаходяться діаметри еквівалентних коліс, їх кількість зуб'їв?
5. За якими параметрами ведеться розрахунок міцності прямозубої конічної передачі за напругою згинання? Наведіть формулу для розрахунку і проаналізуйте її.
6. За якими параметрами ведеться розрахунок міцності прямозубої конічної передачі за контактною напругою? Наведіть формулу для розрахунку і проаналізуйте її.
7. Які типи конічних передач із непрямими зуб'ями ви знаєте? Опишіть особливості розрахунку міцності конічних передач із непрямими зуб'ями.
10. МАТЕРІАЛ І ДОПУСТИМА НАПРУГА В РОЗРАХУНКАХ МІЦНОСТІ ЗУБЧАСТИХ КОЛІС
10.1. Матеріали і термообробка зубчастих коліс
Практикою експлуатації і дослідженнями встановлено, що навантаження, допустиме за контактною міцністю зуб’їв, визначається в основному твердістю матеріалу. Високу твердість і інші механічні характеристики мають сталі, які піддаються термообробці. Сталі - це основний матеріал для виготовлення зубчатих коліс, які мають високу навантажувальну здатність, малі габарити і масу. Широко використовують якісні вуглецеві сталі 40, 45, 50, сталі із підвищеним вмістом марганцю 40Г2, 50Г, леговані сталі 40Х, 40ХН, 40ХНМА, 35ХГСА та ін.
Залежно від твердості або термообробки розрізняють дві основні групи сталей: перша група сталей з твердістю Н ≤ 350 НВ. Із сталей цієї групи виготовляються зубчасті колеса нормалізовані або поліпшені; твердістю Н > 350 НВ - виготовляються зубчсаті колеса з об’ємним гартуванням, гартуванням ТВЧ, цементацією, азотуванням та ін.
Твердість матеріалу Н ≤ 350 НВ дозволяє виконувати чистове нарізання зуб’їв після термообробки. Колеса цієї групи добре припрацьовуються, не піддаються крихкому руйнуванню при динамічному навантаженні, для кращого припрацювання зуб’їв твердість шестерні рекомендують призначати більше твердості колеса не менше, як на 10...15 одиниць НВ. Ці сталі використовуються в умовах індивідуального і дрібносерійного виробництва, в мало-, і середньонавантаженних передачах, в передачах з великими колесами, термічна обробка яких утруднена.
При використанні матеріалів другої групи з твердістю Н > 350 НВ допустима контактна напруга збільшується до двох разів, а навантажувальна здатність передачі - до чотирьох разів порівняно з нормалізованими або поліпшеними сталями. Зростає також стійкість проти спрацювання і заїдання. Однак технологія їх виготовлення ускладнена: після нарізання зубчатих коліс виконується їх термообробка, що може привести до значного короблення зуб’їв. Для виправлення форми зуб’їв необхідні додаткові операції: шліфування, притирка, обкатування та ін. Високотверді матеріали коліс погано припрацьовуються, тому вони потребують підвищеної точності виготовлення, підвищеної жорсткості валів і опор. Використовуються для виробів крупносерійного і масового виробництва.
Чавун використовують для виготовлення крупногабаритних, тихохідних коліс і коліс відкритих зубчатих передач. Чавун добре протистоїть викришиванню від втомленості і заїданню при недостатньому змащенні, він дешевий, має хороші ливарні властивості. Основний недолік: понижена міцність за напругою на згин. Використовують сірий, магнієвий, модифіковані чавуни. Останній конкурує із стальним литвом і в закритих передачах.
Пластмаси (текстоліт, лігнофоль, капрон) використовують для малонавантажених і кінематичних передач. Як правило, із пластмаси виготовляють одне зубчате колесо із пари. В силових передачах пласмасові колеса використовують для необхідності забезпечити безшумну роботу високошвидкісної передачі, коли важко забезпечити точне розміщення валів.