Коническая передача (рис. 2.1) состоит из шестерни 1, имеющей меньшее число зубьев z1 и колеса 2 с большим числом зубьев z2, относительное движение которых можно представить как качение без скольжения друг по другу их начальных конусов (аксоидов). Линии пересечения начальных конусов и боковых поверхностей зубьев называют линиями зубьев.
Особенно это касается текстильных машин и автоматических коробок передач. Муфта «червячно-зубчатого червячного винта» предназначена для передачи крутящего момента и крутящего момента с высоким соотношением между двумя перпендикулярными осями без пересечения, что влияет на наклон резьбы винта и количество зубьев коронки. Передача движения обычно обеспечивается винтом, что позволяет поддерживать статическую ситуацию на выходе системы. Однако есть пары, где винт и головка имеют наклон резьбы и зубьев, чтобы обеспечить обратимость. возможность наличия зубчатого венца в качестве «проводника», способного передавать движение к винту.
Рис. 2.1. Типы конических передач:
а - прямозубые; б - с круговым зубом (β n > 0);
в - типа Зерол (β n = 0); г - гипоидные (β n > 0).
В прямозубых конических передачах линии зубьев прямые и при своем продолжении они пересекают ось колеса (рис. 2.1, а).
Конические колеса с криволинейными зубьями бывают трех разновидностей:
Конические передачи с круговыми зубьями имеют в зацеплении одновременно не менее двух зубьев, обеспечивая за счет формы зуба непрерывный контакт, бесшумность и плавность даже при высоких скоростях вращения. При этом передаваемые мощности на 30 % больше, чем у прямозубых конических колес.
Недостатком этого механизма является то, что он имеет выход. Эпициклоидные системы На этой иллюстрации используется серия эпициклоидальных передач для увеличения скорости. Спутник планетарий вращается с момента поступления, солнечная шестерня составляет выход, а внутренняя зубчатая коронка фиксирована. Обратите внимание на красные метки до и после того, как вход прошел поворот на 45 ° почасовое чувство Планетарные или планетарные передачи и спутники представляют собой систему из одной или нескольких передач, называемых спутниками, установленных на спутниковой системе, называемой шасси, вращающейся вокруг центральной шестерни, называемой солнечной; Все это расположено внутри зубчатого колеса, внутренне называемого короной.
Колеса типа Зерол, как и прямозубые конические колеса, работают с минимальными осевыми нагрузками. Они легко шлифуются после термообработки, благодаря чему достигается высокая точность. Поэтому колеса типа Зерол применяют в высокоскоростных передачах (< 76 м/с), используемых в авиастроении. Их можно устанавливать также в приводах, где ранее применялись прямозубые колеса.
Ось вращения крыши и солнца совпадает. Один из этих элементов поддерживается фиксированным, другой - входным и третьим выходом. Коэффициент передачи определяется количеством зубьев, а также тем, какой элемент фиксирован, и это используется при некоторых изменениях скорости. Название происходит от того, что движение спутниковых передач аналогично движению спутников, которое должно было иметь планеты Солнечной системы в системе Птолемеев, где было выдвинуто предположение о существовании движений, называемых эпициклами.
Случай возникает, когда наземная плоскость неподвижна и шестерня представляет собой вход. Спутники вращаются с коэффициентом, определяемым количеством зубьев в каждом колесе. Другая возможность заключается в том, что коронка фиксирована, причем входной сигнал подается на планетарный и выходной шестерни. Это максимальное отношение, получаемое из эпициклической системы, и часто используется в тракторах и строительной технике для обеспечения момента крутящего момента смонтированные на колесах. Несколько эпициклоидных блоков могут быть соединены последовательно, с каждым планетарным интегралом со следующей шестерней, благодаря чему достигается компактный редукторный узел с очень высокими коэффициентами и выровненными входными и выходными валами.
Гипоидные колеса за счет увеличения угла наклона зубьев β n и коэффициента перекрытия работают более плавно и бесшумно, чем передачи с круговыми зубьями. Они широко применяются в автомобилестроении, так как благодаря смещению осей шестерни и колеса дают возможность конструировать низко опущенные кузова автомобилей.
Механизмы, шестерни и шестерни в технических стандартах
Если в предыдущей статье основное внимание уделялось правильности передачи, что можно рассматривать как один из качественных показателей шестерен, в этой статье будет представлен еще один показатель качества, а именно: несущая способность и срок службы зубчатого колеса с предполагаемой нагрузкой, которая по существу является пропускной способностью передаваемой энергии.
Методология расчета передач
Открытый вопрос заключается в том, чтобы использовать методологию расчета в технических стандартах, то есть в национальных условиях. Основные понятия и вычислительные отношения. «Эквивалентная и определяемая вычислительная нагрузка». В этом разделе описываются четыре метода определения стандартных круговых сил. Эти методы отличаются сложностью и сложностью выходных данных. С увеличением сложности и сложности метода результат расчета прочности зубов еще ближе к реальности.
Рис. 2.2. Основные формы зубьев конических колес:
I - пропорционально понижающиеся; II - со смещением вершин конусов; III - равновысокие.
В соответствии с ГОСТ 19325-73 различают три формы зубьев в осевом сечении конических зубчатых колес (рис. 2.2). У формы I вершины конусов делительного и впадин совпадают, а высота ножки зубьев пропорционально понижающаяся от внешнего торца к внутреннему торцу. У формы II вершины конусов делительного и впадин не совпадают, а у формы III образующие конусов делительного, впадин и вершин параллельны (равновысокие зубья).
Контрольная передача управляемых передач доказана, как описано выше, как с точки зрения усталостного повреждения, так и с точки зрения повреждения при максимальной нагрузке, в обоих случаях отдельно для контакта с зубами и изгиба. либо расчетное допустимое напряжение, либо расчет и наименьший коэффициент безопасности. Эта часть представляет собой, по сути, подробный анализ расчета, показывающий каркасные процедуры и отношения.
Конструкция и упрощенное управление шестеренчатыми передачами. Механизмы являются важной частью многих двигателей и машин. Благодаря уменьшению они помогают увеличить выходной крутящий момент или изменить направление вращения, как в случае вала, ведущего задние колеса автомобилей. В этой статье описываются некоторые основные типы передач и индивидуальные различия между ними.
Обычно прямозубые колеса изготавливают формы I и реже формы II. Конические колеса с криволинейными зубьями могут иметь любую из указанных форм. При этом форма II позволяет регулировать ширину впадин и толщину зуба по его длине, если это требуется по технологическим соображениям, или в связи с требованием увеличения прочности зубьев колеса.
Наиболее распространенными зубчатыми колесами являются передние колеса передних колес, которые используются в составных передачах для большего уменьшения. Зубы на этих передних колесах прямые и расположены параллельно различным валам. Шпунтовые зубчатые колеса с прямыми зубьями используются в скрубберах, отвертках, убирающихся гаечных ключах и других устройствах. Они достаточно громкие, чтобы взаимодействовать с зубами. Каждое воздействие вызывает шум и вибрацию, и поэтому прямолинейные передние колеса не используются в машинах, таких как легковые автомобили.
Элементы конической передачи и основные параметры отдельно взятого колеса по ГОСТ 19325-73 представлены на рис. 2.3. На схеме зацепления конических колес с зубьями формы I образующие делительного конуса, а также конусов вершин и впадин шестерни l и колеса 2 сходятся в одной точке О (рис. 2.3, а). Здесь - угол скрещивания осей колес (10° < Σ < 180°).
Передние колеса передних колес имеют более плавный и бесшумный ход, чем прямые зубы. Это связано с тем, как они подходят к их зубам. Наклонные зубы этих передних колес находятся под определенным углом к поверхности колеса. Когда пара зубцов зацепляется, этот снимок является постепенным - начиная с одного конца зуба, и когда колесо вращается, зубы остаются в контакте до полного зацепления. Обычный диапазон углов наклона зуба составляет приблизительно от 15 ° до 30 °. Величина осевой силы прямо пропорциональна тангенциальному углу угла зуба.
Рис. 2.3. Конические зубчатые колеса:
а - схема зацепления; б - основные параметры в осевом сечении
К основным параметрам конического колеса в осевом сечении относятся (рис. 2.3, б):
Из приведенных основных параметров конических колес видно, что их намного больше, чем параметров цилиндрических колес. При этом многие из них имеют переменное значение по длине зуба, например, высота зуба, ширина впадины, диаметры в различных сечениях и т.д. Это существенно усложняет методики расчета зуборезных инструментов и наладки операций зубонарезания.
Передние колеса с наклонными зубьями являются наиболее часто используемыми передачами в передачах. Существуют также большие осевые силы, для которых используются подшипники. С помощью угловых зубчатых колес можно изменить угол поворота на 90 °, если они установлены на перпендикулярных валах.
Конические колеса используются для изменения направления вращения вала. Конические колеса могут иметь зубы прямой, спиральной или гипоидной формы. Прямые зубы имеют сходные характеристики с передними колесами, а также большие удары также участвуют в их взаимодействии.
Рассчитать коническую прямозубую передачу одноступенчатого редуктора общего назначения при условии, что мощность, передаваемая шестерней, Р 1 =5 кВт ; угловая скорость шестерни ω 1 =105 рад/с (n 1 =1000 мин -1 ); угловая скорость колеса ω 2 = 34 рад/с (n 2 =325 мин -1 ). Нагрузка передачи постоянная. Срок службы 15 000 ч.
Решение.
Для передачи предусматриваем эвольвентное зацепление без смещения. Основные параметры согласуем с ГОСТ 12289-76. Материал, термообработку и степень точности зубчатых колес назначаем те же, что и в примере расчета цилиндрической косозубой передачи .
Спиральные зубы работают так же, как и передние фронты с косыми зубами. По сравнению с прямыми зубами происходит меньшее количество вибрации и шума. Правые колеса называются коническими колесами. 
Спиральные зубцы, внешняя часть которых поворачивается от осевой плоскости по часовой стрелке. Для левых спиральных зубов поверните против часовой стрелки.
Гипоидные зубчатые колеса представляют собой изогнутые зубы, форма которых не является конусом, а является вращающимся гиперболоидом. В случае гипоидных зубьев оси оси шестерни и кольцевого или корончатого колеса устарели. В результате шестерня может иметь больший диаметр и обеспечивать большую площадь контакта.
Передаточное отношение (передаточное число) по формуле
Примем по ГОСТ 12289-76 u=3,15 .
Рассчитаем зубья передачи на контактную прочность. Определим начальный средний диаметр шестерни d wm1
по формуле
Для этого вычислим значения величин, входящих в данную формулу. Крутящий момент, передаваемый шестерней:
Коэффициент ψ bd =0,4
. При ψ bd =0,4
и твердости поверхности зубьев НВ460
(см. пример расчет цилиндрической косозубой передачи) по графику 1а коэффициент K Hβ =1,4.
Шестерня и колесо часто имеют противоположное направление амортизации зубов, а угол подъема обычно больше, чем у колеса. Гиподические зубчатые передачи используются для редукторов благодаря их высоким передаточным отношениям. Червячные передачи используются в больших передачах для замедления. Конструкция спроектирована так, что червь может вращаться вокруг, но колесо не может вращаться со шнеком. Угол тангажа шнека мал, и в результате колесо остается на месте из-за трения между шнеком и шнеком. Эта передача обнаружена в таких применениях, как конвейерные системы, где самоблокировка может выполнять функцию тормоза или аварийного останова.
Предел контактной выносливости поверхностей зубьев σ H lim b =1014 МПа
(см. пример). Коэффициент безопасности s H =1,1
; коэффициент Z R =0,95
; коэффициент Z v =1
. Базовое число циклов напряжений N H0 =70×10 6
. Эквивалентное число циклов напряжений для шестерни по формуле
Для отношения N HE /N H0 =900×10 6 /(70×10 6)≈11 по графику (рис. 1) коэффициент долговечности K HL =0,9
На кафедре трибологии Института технологии эксплуатации - Государственный научно-исследовательский институт в Радоме решил разработать устройство для испытания трения и износа конических зубчатых колес. Предполагалось, что в Институте будет разработана система управления, измерительные системы, сбор данных и интеграция всех систем.
Конические шестерни являются обычно используемыми компонентами систем передачи энергии, как в автомобильной промышленности, в станкостроении, так и во многих других областях. В автомобилях высшего класса в главной передаче используются транспортные средства и грузовики. Мотоциклы с карданным валом похожи. В исключительных случаях конические редукторы используются для привода распределительного вала, расположенного в головке. Решение - благодарное историческое название «королевского ролика».
Рис. 1
Допускаемое контактное напряжение по формуле
Делительный средний диаметр шестерни d m1 =d wm1 =76 мм
. Выполним проверочный расчет зубьев на изгиб по формуле
Предварительно вычислим значения величин, входящих в данную формулу. Расчет зубьев на изгиб произведем по шестерне, так как ее зубья у основания тоньше зубьев колеса.
Он состоит из двух конических зубчатых колес. Это не самое дешевое решение, но очень прочное и в оценке автора красоты. Эскиз всей конструкции привода с королевским роликом показан на чертеже. Рисунок 3 Королевский ролик. Постоянное развитие этого типа зубчатых передач теперь сводится к совершенствованию технологии изготовления и использованных материалов. Теоретические основы геометрии сетки довольно хорошо развиты. Работа по разработке требует практической проверки. Лучший способ - изготовить модифицированный редуктор и протестировать его под нагрузкой.
Число зубьев шестерни z 1 =20
. Число зубьев колеса по формуле
Средний модуль зубьев по формуле
Углы наклона делительных конусов шестерни δ 1
и колеса δ 2
по формуле
следовательно, δ 1 =17°40′
и δ 2 =72°20′
. Ширина зубчатого венца по формуле
Исследовательские станции для такого рода исследований являются дорогостоящими и, следовательно, необычными. Промышленные испытательные стенды Полные редукторы, например промышленные, часто испытываются под нагрузкой от производителя. В прошлом испытанный редуктор приводился в движение двигательным двигателем и нагружался тормозом, например водяным насосом. Энергия в тормозе была заменена на тепло и потеряна. В настоящее время большинство станций имеют систему вождения и погрузки в виде двух электрических машин с восстановлением энергии.
Модуль зубьев m
(внешний окружной делительный) по формуле
По ГОСТ 9563-60 (СТ СЭВ 310-76) примем m=4 мм
Средний модуль
Начальный средний диаметр шестерни по формуле
Еще одним энергосберегающим решением является использование так называемого. оборотная сила. В этом типе решения две зубчатые передачи соединены системой натяжения торсионного стержня, которая создает нагрузку между зубами. Однако он также может быть использован для изучения влияния параметров зацепления зубчатых колес на процесс фрезерования. Он был построен по проекту Технического университета Мюнхена.
Сечение представляет собой положение без двигательного двигателя, которое через гибкую муфту управляет входным валом, видимым в верхней правой части чертежа. Следящая шестерня находится слева, а привод - справа. Редукторы соединены с помощью торсионных валов, чтобы обеспечить предварительную нагрузку. Это сообщение из так называемого. оборотная сила. Видимый в средней части торсионного вала разделяется специальной муфтой для индукции предварительной нагрузки. Натяжение системы включает обездвиживание одной части муфты и поворот другой с помощью специального весового рычага, а затем скручивание двух дисков сцепления с помощью винтов и снятие рычага загрузки.
Скорость передачи по формуле
Эквивалентное число зубьев шестерни по формуле
Рис. 2
По графику (рис. 2) коэффициент формы зубьев Y F =4
. При твердости поверхности зубьев НВ460
и ψ bd =0,4
по графику 1а (рис. 3) коэффициент K Fβ =1,7
; коэффициент динамической нагрузки K Fv =1,1
(См. табл.). Коэффициент ψ m
по формуле
Рис. 3
Определим для зубьев шестерни допускаемое напряжение на изгиб [σ F ]
по формуле
Для этого вычислим значения величин, входящих в данную формулу. Предел выносливости зубьев при изгибе σ F lim b =580 МПа
(см. табл.); коэффициент безопасности s F =l,7
; коэффициент K Fc =1
; базовое число циклов напряжений N F0 =4×10 6
. Эквивалентное число циклов напряжений N FE =N HE =900×l0 6
. Так как N F0 =900×10 6 >N F0 =4×10 6
, то коэффициент долговечности K FL =1
.
Допускаемое напряжение на изгиб зубьев шестерни по формуле
Произведем проверочный расчет зубьев шестерни на изгиб по формуле
Следовательно, на изгиб зубья передачи вполне прочные.
Делительные внешние диаметры шестерни d e1
и колеса d e2
по формуле
По ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значение d e2 =250 мм и, следовательно, d e2 =252 мм соответствует ГОСТу .
Ширина зубьев венца в соответствии с ГОСТом b=38 мм .
Определим размеры зубьев. По ГОСТ 13754-81 (СТ СЭВ 516-77) коэффициент высоты головок зубьев h a =1 и коэффициент радиального зазора зубьев с =0,2 .
Высота головок зубьев
Высота ножек зубьев
Высота зубьев
Внешний диаметр вершин d ae
и диаметр впадин d fe
по формулам:
для шестерни
для колеса