Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Основные сведения. Зубчатые передачи редукторов выполняются в основном с эвольвентным профилем
|
|
Зубчатые передачи редукторов выполняются в основном с эвольвентным профилем. Эвольвента образуется при качении прямой линии по окружности без скольжения. Окружность, по которой перекатывается прямая называется основной окружностью. С основной окружности начинается эвольвента. Прямая, образующая эвольвенту, называется производящей.
Боковая поверхность прямого зуба (рис. 1.1) образуется при перекатывании производящей плоскости М0 по основному цилиндру радиусом rb.
а) б)
Рис. 1.1. Схема образования боковой поверхности эвольвентного
зуба: а – прямого зуба, б – косого и шевронного зубьев
Для описания работы зубчатых передач, удобства их расчетов, как геометрических, так и прочностных, разработаны и приняты основные параметры зацепления (ГОСТ 16532-70) [1, они показаны на рис. 1.2.
В паре зубчатых колес, образующих зубчатую передачу, меньшее из колес называют шестерней, большее – колесом. Индекс 1 присваивается ведущему, а индекс 2 – ведомому колесу. Термин «зубчатое колесо» относится к обеим деталям передачи.
Ведущим считается колесо, которое получает мощность со стороны двигателя, ведомым – колесо, передающее мощность в сторону исполнительного механизма.
 |
| Рис. 1.2. Основные параметры эвольвентного зацепления: аw –межосевое расстояние, h– высота зуба, d – диаметр делительной окружности, da – диаметр окружности вершин зубьев, df – диаметр окружности впадин, db – диаметр основной окружности, p – шаг зубьев, aw – угол зацепления (aw = 20°). |
О сновные параметры зубчатых колес (см. рис. 1.2) [1]:
– начальные окружности пары зубчатых колес это соприкасающиеся окружности, катящиеся одна по другой без скольжения. Эти окружности в передаче являются сопряженными. На чертежах диаметр начальной окружности обозначают буквой dw;
– окружной шаг зубьев рt – расстояние (мм) между одноименными профильными поверхностями соседних зубьев, замеренное по некоторой окружности.
Поскольку в длине окружности должно укладываться целое число зубьев, то произведение числа зубьев z колеса на окружной шаг pt по данной окружности будет равно длине этой окружности:
L = zpt. (1.1)
В то же время длина окружности определяется произведением числа p на диаметр этой окружности L = pd, тогда диаметр окружности
d = zpt/p. (1.2)
Отношение pt/p названо модулем зацепления. Обозначается буквой m.
m = pt/p. (1.3)
Величины модулей стандартизованы (ГОСТ 9563-80) [1]:
– делительная окружность – это окружность, для которой модуль имеет стандартное значение. На чертежах обозначается буквой d,
d = mz. (1.4)
– окружность вершин зубьев – окружность, ограничивающая зуб извне
da = d + 2ha = mz + 2m, (1.5)
– высота делительной головки зуба ha – расстояние между делительной окружностью колеса и окружностью вершин зубьев;
– окружность впадин зубьев – окружность, проходящая через основания впадин зубьев
df = d – 2hf = mz – 2, 5m, (1.6)
– высота делительной ножки зуба hf – расстояние между делительной окружностью колеса и окружностью впадин;
– высота зуба h – расстояние между окружностями вершин зубьев и впадин цилиндрического зубчатого колеса h = ha + hf..
Для косозубых передач диаметр делительной окружности увеличивается dкос = mnz/cosb, (1.7)
где mn – модуль нормальный (принимается по стандарту), b – угол наклона зубьев колеса на делительном цилиндре.
Зубчатой передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменения частоты вращения посредством зубчатых колес или реек.
Зубчатые передачи представляют собой наиболее распространенный вид передач в современном машиностроении. Они очень надежны в работе, обеспечивают постоянство передаточного числа, компактны, имеют высокий КПД, просты в эксплуатации, долговечны и могут передавать любую мощность (до 36 тыс. кВт).
К недостаткам зубчатых передач следует отнести: необходимость высокой точности изготовления и монтажа, шум при работе со значительными скоростями, невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа и предохранения от перегрузок.
Для удобства описания, изучения и проектирования зубчатых передач разработаны признаки их классификации.
1. По взаимному расположению осей колес: с параллельными осями (цилиндрическая передача – рис. 1.3, а–г); с пересекающимися осями (коническая передача – рис. 1.3, д и е); со скрещивающимися осями (винтовая передача – рис. 1.3 ж; червячная передача – рис. 1.3, и).
Рис. 1.3. Схема классификации зубчатых передач
2. В зависимости от относительного вращения колес и расположения зубьев различают передачи с внешним и внутренним зацеплением. В первом случае (рис. 1.3, а–в) вращение колес происходит в противоположных направлениях, во втором (рис. 1.13, г) – в одном направлении. Реечная передача (рис. 1.3, з) служит для преобразования вращательного движения в поступательное.
3. По форме профиля зуба различают зубья эвольвентные и неэвольвентные, например цилиндрическая передача Новикова, зубья колес которой очерчены дугами окружности.
4. В зависимости от расположения теоретической линии зуба различают колеса с прямыми, косыми и шевронными зубьями. Передачи с непрямыми зубьями по сравнению с прямозубыми работают более плавно, имеют большую нагрузочную способность и поэтому имеют преимущественное применение.
5. По конструктивному выполнению различают закрытые передачи, размещенные в герметичном корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны, и открытые, работающие без смазки или периодически смазываемые консистентными смазками.
6. По величине окружной скорости различают: тихоходные передачи (работающие с окружными скоростями до 3 м/с), среднескоростные (скорости от 1...15 м/с) и быстроходные (скорости свыше 15 м/с).
Зубчатые редукторы [4]
Агрегаты, состоящие из передач зацеплением (цилиндрических, конических, червячных и др.) с постоянным передаточным числом, предназначенные для понижения угловой скорости и повышения крутящего момента называются редукторы. Подобные агрегаты, используемые для повышения угловой скорости и понижения момента, называются мультипликаторами. Конструкции редукторов разнообразны. Кинематические схемы некоторых типов редукторов приведены на рис. 1.4–1.12. Важнейшими техническими характеристиками редуктора являются: мощность на быстроходном валу и частота вращения быстроходного вала (характеризуют мощность двигателя, с которым может работать данный редуктор), передаточное отношение редуктора (показывает во сколько раз понижается частота вращения быстроходного вала и увеличивается крутящий момент не тихоходном валу)), крутящий момент на тихоходном (выходном) валу.
В зависимости от величины передаточного отношения редукторы выполняют одно-, двух-, трех- и многоступенчатыми. Под ступенью редуктора понимают пару взаимодействующих зубчатых колес, как правило, шестерня (колесо малого диаметра) и колесо. На рис. 1.4 показаны для сравнения габаритные размеры одно- и двухступенчатых редукторов с одинаковым передаточным отношением.
 |
 |
в)
 |
Передаточное отношение двух-, трех- и многоступенчатых редукторов определяется как произведение передаточных чисел отдельных ступеней редуктора
uред = u1·u2·u3·…·uk, (1.7)
где u1, u2, u3…uk – передаточные числа первой, второй, третьей …, k-й ступеней редуктора.
Передаточное число первой ступени редуктора определяется по зависимости [1]
u1 = z2/z1, (1.8)
где z1 и z2 – числа зубьев шестерни и колеса первой ступени, соответственно.
Аналогично определяются передаточные числа других ступеней редуктора.
На рис. 1.5–12 приведены кинематические схемы редукторов, применяемых в строительных машинах [2].
Величина передаточного числа определяется типом передачи.
Для ступенчатого изменения скорости ведомого вала применяют коробки перемены передач – коробки скоростей (см. работу № 4).
Ниже приведено описание конструкции и назначения деталей двухступенчатого редуктора с цилиндрическими колесами.
Цилиндрический двухступенчатый редуктор, выполненный по развернутой схеме, состоит из корпуса 1 и крышки корпуса 2 (рис. 1.13) [5].
Крышка 2 крепится к корпусу 1 винтами 3 с шайбами 4. В крышку 2 сверху ввинчена пробка 5 для заливки смазки в редуктор. В корпусе размещены валы: быстроходный 26, промежуточный 14 и тихоходный 37. Валы установлены в радиально-упорных подшипниках с коническими роликами 13, 16, 22. На тихоходном валу 37 установлено колесо 9 тихоходной ступени. Оно зацепляется с шестерней этой же ступени, нарезанной на промежуточном валу 14. На этом же валу закреплено колесо 27 быстроходной ступени редуктора. Колесо 27 зацепляется с шестерней, нарезанной на быстроходном валу 26. Вал, на котором нарезаны зубья, называют вал-шестерня. Пара зацепляющихся колес (шестерня и колесо) называется ступенью.
В крышках подшипников 12, 24, 28 ввинчены винты 11, 30 и 25 для регулировки подшипников. Между крышками и подшипниками установлены упорные диски 13, 21, 23 и 29.
Радиально-упорные подшипники валов должны регулироваться при сборке [1-4]. Регулировка заключается в обеспечении необходимого осевого зазора. Регулируют подшипники 13, 16, 22 с помощью регулировочных винтов 11, 25 и 30, завинчивая их в крышки 12, 15, 24 и 28 подшипников до тех пор, пока вал не перестанет вращаться. После чего винт выворачивают из крышки на угол, обеспечивающий получение требуемого зазора (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Рекомендуемые величины осевого зазора в радиально-упорных подшипниках
| Диаметр отверстия подшипника d, мм | Осевой зазор (мкм) при угле контакта a, град | ||||||
| 10–16 | 25–29 | ||||||
| Схема 1 | Схема 2 | Схема 1 | |||||
| Свыше | До | Свыше | До | Свыше | До | Свыше | До |
| – | – | – | |||||
Примечание.Схемы установки подшипников: 1 – два в одной опоре; 2 – один в каждой опоре.
Выходные концы валов выполнены конусными со шпонками 19 на быстроходном и 36 – на тихоходном.
Рис. 1.13. Редуктор цилиндрический двухступенчатый по развернутой схеме
Для удержания полумуфт или других деталей, устанавливаемых на конусные цапфы валов, последние заканчиваются резьбовыми участками, на которых навинчены гайки 34 и 18.Для предотвращения гаек от самоотвинчивания предусмотрены стопорные шайбы 17 и 35. Крутящий момент с колеса 27 на промежуточный вал 14 передаётся шпонкой 31.
На тихоходном валу для этой цели служит шпонка 34. Фиксацию крышки корпуса 2 относительно корпуса 1 обеспечивают штифты 8. Слив отработанного масла производится через резьбовое отверстие, закрытое нижней пробкой 40. Пробка 39 служит для контроля уровня масла при заливке и при эксплуатации редуктора. В местах выхода валов редуктора из корпуса (крышки подшипника) между валом и поверхностью отверстия в крышке необходим зазор. Этот зазор закрывают уплотнением [8].