Оцінка_________ Дата_________ Викладач_________

Лабораторна робота № 4

Дослідження зубчатих передач, визначення геометричних співвідношень, побудова евольвентних профілів зубів методом обкатки.

Мета роботи: Вивчити конструкції зубчастих передач. Побудувати евольвент ний профіль зубів методом обкатки інструментальною рейкою. Визначити геометричні параметри та їх співвідношення.

Устаткування, інструменти та матеріали: лабораторний прилад ТММ-42, диски ( заготовки) із паперу (картону), креслярські приладдя (циркуль, лінійка, олівець), штангенциркуль, лічильна машинка.

Література

4. Гузенков П.Г. Детали машин. М."Вища школа", 1982, 325 с. § 10.1 - 10.4.

5. Устюгов І.І. Деталі машин. К. "Вища школа", 1984, Заняття 2,3.

6. Ердеді О.О. Технічна механіка. К. "Вища школа", 1983 § 31.1 -31.2.

Теоретичні відомості

1.Зубчасті передачі — найбільш поширений тип механічних передач. Вони призначені для передавання обертального руху, перетворення обер­тального руху в поступальний або навпаки. Зубчаста передача складаєть­ся з двох коліс або колеса і рейки, на поверхні яких чергуються западини і виступи — зуби. Умовимось надалі менше зубчасте колесо зчеплюваної пари називати шестірнею, а більше — колесом.

Основні переваги зубчастих передач: високий коефіцієнт корисної дії (до 0,98), компактність порівняно з фрикційними і пасовими передачами, сталість передаточного числа, великий діапазон передаваних потужно­стей (від десятих часток до десятків тисяч кіловат) при різних частотах обертання, порівняно незначні сили тиску на вали і опори. Недоліком зубчастих передач є шум, особливо при високих колових швидкостях, спричинений пересполученням зубів, похибками виготовлення і роботою підшипників кочення.

Зубчасті передачі і колеса класифікують:

1. За взаємним розміщенням осей коліс: циліндричні з пара­лельними осями, причому зачеплення може бути як зовнішнім, так і внутрішнім (рис. 32.1, а, б, в, д); к о н і ч н і з перехресними осями гіпоїдні конічні передачі з перехресними осями рейкові для перетворення обертального руху шестірні в поступальний рух рейки і навпаки. Крім того, застосо­вують циліндричні передачі з перехресними осями, які називають гвин­товими. Зубчаста передача, міжосьовий кут якої дорівнює 90°, називається ортогональною.

2. За розміщенням зубів відносно твірної коліс: прямозубі, а), косо зубі (б), шевронні (в), конічні з косим и криволінійними зубцями.

3. За формою профілю зубів: евольвентні, циклоїдаль­ні і кругові (зачеплення Новикова).

4. За конструктивним оформленням: відкриті — передачі, не закриті непроникним корпусом, не захищені від пилу і бруду; з а к р и т і — передачі, розміщені в спеціальному корпусі, захищеному від про­никнення пилу зовні, з постійним змащуванням з масляної ванни корпусу (занурюванням) або з мастилом, яке надходить до місць зачеплення зубі в (змащування поливанням).

Основні геометричні, кінематичні та силові параметри зубчастих передач. Профілювання бічної поверхні зубів в евольвентному зачепленні проводять по евольвенті.

Майже всі види зубчастих передач з певними припущеннями та перетвореннями можна звести до циліндричної прямозубої передачі, як самої простої. До основних геометричних параметрів прямозубої циліндричної передачі з евольвентним зачепленням належать: діаметри початкових кіл та діаметри ділильних кіл d₁ та d₂; коловий крок p ,

коловий модуль m; висота головки h_a і ніжки h_f зуба; діаметри кіл

вершин зубів d_a і діаметри кіл западин зубів d_f.

Окремі елементи зубчастого колеса

Ділильне коло — коло, на якому крок р і кут зачеплення α відповідно дорівнюють кроку і куту профілю інструментальної рейки. Це коло належить окремо взятому колесу при зачепленні двох коліс перекатуються один по одному. Діаметри ділильних кіл шестерні й колеса d₁ та d₂.

Міжосьова відстань:

Коловий крок р - відстань між однойменними точками сусідніх зубів, взята по дузі ділильного кола.

Коловий модуль зубівm є основною розмірною характеристикою зубчастих коліс:

де р - коловий крок; d - ділильний діаметр; z - число зубів, π = 3,14. Коловий модуль - величина стандартизована. (дивись додатки) Ділильне коло поділяє зуб по висоті на головку h_a і ніжку h_f.

Для нормальних (некоригованих) коліс:

Діаметр кола вершин зубів:

Діаметр кола западин зубів:

Передаточне число:

Сумарна сила тиску F„ зубчастих коліс напрямлена по лінії зачеплення і визначається:

де- колова сила;- радіальна сила.

У косозубій передачі виникає осьова сила F_a:

де β - кут нахилу зуба, який для прямозубої передачі дорівнює нулю, тому і F_a=0.

Зуби коліс нарізають на фрезерних або спеціальних зуборізних верстатах. Є два основні способи нарізання зубів:

І) копіювання, здійснюване на фрезерних верстатах за допомогою дискової або пальцьової фрез, ріжучі кромки яких мають профіль, що відповідає профілеві западин зуба.

2) обкатка, що здійснюється на зубофрезерних або зубостругальних верстатах за допомогою черв'ячної фрези, інструментальної рейки-гребінки.

Для зниження розмірів зубчатої передачі при збереженні передаточного відношення, стараються знизити число зубів z шестерні (меншого зубчастого колеса). При цьому зменшується товщина зубів у корінній частині, тобто ніжка зуба підрізується. Вважається допустимим мінімальне число зубів: z_min= 17-24, в залежності від ω₁. Для визначення геометричних характеристик евольвентного зубчатого колеса використовуємо лабораторну установку ТММ-42

На корпусі 4 лабораторної установки ТММ-42, встановлені рейка 3 і вузол кріплення заготовки, виготовлений у вигляді двох дисків 2 і 1.

Рейка 3 може ритмічно переміщуватися вздовж корпуса При натисканні на педаль важеля 6 рейка подається вліво на 4-5 мм (важіль 9 при цьому повернутий вправо). Для вільного переміщення рейки рукою вліво чи вправо важіль 9 повинен бути в лівому положенні.

Початкове положення диска відповідає правому крайньому положенню рейки. В результаті послідовних поступальних рухів рейки і окреслення її зубів олівцем будуються певні профілі двох-трьох зубів колеса. Процес різання заготовки рейкою імітується окресленням зубів олівцем.