2. Расчет зубьев конической передачи на выносливость по контактным напряжениям

Для эквивалентной цилиндрической шестерни с прямыми зубами:

. (167)

С учетом зависимостей для конической передачи:

= , (168)

окончательно , (169)

где .

Полагая, что ₍₁₇₀₎

Получим , (171)

принимая для прямозубых конических колес

где - коэффициент ширины шестерни относительно среднего диаметра;

и решая относительного среднего делительного диаметра, получим для проектировочного расчета средний диаметр конический шестерни (проектировочный расчет):

,

1.3 Расчет зубьев на выносливость по напряжениям изгиба

Для эквивалентной шестерни с прямыми зубьями:

, (172)

или принимая во внимание для прямозубых цилиндрических колес

получим:

₍₁₇₃₎

(проверочный расчет).

Для эквивалентной шестерни с прямыми зубьями выразим удельную окружную силу через крутящий момент:

, (174)

(проектировочный расчет).

2 Силы, действующие в зубчатых конических передачах

Под влиянием внешних моментов, приложенных к зубчатым колесам, между зубьями возникают силы взаимодействия. При этом в прямозубых конических колесах полное давление на зуб , действующее по нормали к его рабочей поверхности можно разложить на три взаимно–перпендикулярные силы (Рис. 73,74).

1. Окружная сила , (направление по касательной к начальной делительной окружности)

2. Осевая сила (направлена по касательной к началам делительной окружности)

3. Распорная (радиальная сила)

Направление окружного усилия в конических колесах зависит от направления вращения. Направления осевой и распорных сил зависит от направления вращения. Направления осевой и распорных сил в конических

прямозубых передачах не зависят от направления вращения колес: осевая составляющая в сторону большего основания конуса, распорная к оси вращения колеса.

Направление сил в зацеплении конической прямозубой передаче:

1 Осевое усилие на шестерне по абсолютной величине равно радиальному на колесе

, (175)

2 Радиальное усилие на шестерне по абсолютной величине равно осевой силе на колесе

.

3 Передаточное число

; _{, (176)}

. (177)

Зависимость между средним и окружным модулем.

Из подобия треугольников находим:

₍₁₇₈₎

₍₁₇₉₎

₍₁₈₀₎

1 ₍₁₈₁₎

_{2 (182)}

3 ₍₁₈₃₎

расстояния указаны ориентировочно и при расчете уточняются по зависимости:

,

где - фактическое передаточное число конической ступени. Фактически передаточные числа могут отличаться от табличных значений для конических ступеней при не более чем на .

Окружной внешний модуль определяется по ГОСТ 2144-76.

Расчетный модуль

, (184)

Рис. 73 Силы в прямозубом коническом зацеплении

Рис. 74 Силы в не прямозубом коническом зацеплении: 1- ведущее колесо; 2- ведомое колесо; 3- левое направление линий зуба; 4- правое

ЛЕКЦИЯ 14

Червячные передачи

1. Назначение, область применения, преимущества и недостатки червячных передач

2. Условные обозначения и геометрические соотношения в червячной передаче

3. Основные параметры червячных передач

4. Силы, действующие в червячном зацеплении

1. Назначение, область применения, преимущества и недостатки

червячных передач

Червячные передачи применяются для передачи вращательного

движения между валами, у которых угол скрещивания осей равен .

Червячная передача относится к передачам зацепления. Ведущим звеном в червячной передаче как правило является червяк, ведомым – червячное колесо.

Червяк может быть цилиндрическим и глобоидным. И, естественно, передача будет цилиндрической червячной или глобоидной червячной.

Изготовляют червяки из углеродистой или легированной стали. Для увеличения КПД и несущей способности передачи их термически обрабатывают, шлифуют, а иногда и полируют. Заходность червяка выбирают в зависимости от передаточного числа и передаваемой мощности. При больших передаточных числах и сравнительно небольших передаваемых мощностях (до 15кВт) можно применять однозаходные червяки (и когда допустимы повышенные расходы на трение). В остальных случаях лучше использовать многозаходные червяки.

Червячные колеса обычно изготавливают из бронзы или чугуна. Нарезают их червячными фрезами, форма которых совпадает с формой червяка. В целях экономии дорогостоящей бронзы, колеса часто делают составными: бронзовый венец и чугунный или стальной центр.

Червячные передачи широко применяются в ПТМ, СХМ, в оборудовании животноводческих ферм, в устройствах станков и т.д.

К преимуществам червячной передачи следует отнести

1. плавность, бесшумность работы,

2. компактность при значительных передаточных числах. Червячной передачей можно осуществить большое передаточное число (около 500…1000). Однако для силовых передач оно выбирается в интервале 8…40 реже до 80.

3. сравнительно большая нагрузочная способность,

4. возможность самоторможения

Недостатками червячной передачи являются:

1. склонность червячного зацепления к заеданию,

2. относительно низкий КПД,

3. большие осевые давления на опоры, в связи с чем приходится применить

для изготовления червячной передачи дорогостоящие антифрикционные материалы, предусматривать искусственное охлаждение передачи и довольно сложные конструкции ее опорных узлов.

Прежде всего рассмотрим наиболее распространенную червячную передачу с цилиндрическим архимедовым червяком (рис.75)