🗊Презентация Детали машин. Зубчатые передачи

Общие сведения о передачах Определение: Передача  устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.

Классификация механических передач вращательного движения (2 слайда): 1. По способу передачи движения от входного вала к выходному: 1.1. Передачи зацеплением: 1.1.1. с непосредственным контактом тел вращения  зубчатые, червячные, винтовые; 1.1.2. с гибкой связью  цепные, зубчато-ременные. 1.2. Фрикционные передачи: 1.2.1. с непосредственным контактом тел вращения – фрикционные; 1.2.2. с гибкой связью - ременные. 2. По взаимному расположению валов в пространстве: 2.1. с параллельными осями валов  зубчатые с цилиндрическими колесами, фрикционные с цилиндрическими роликами, цепные; 2.2. с пересекающимися осями валов - зубчатые и фрикционные конические, фрикционные лобовые; 2.3. с перекрещивающимися осями - зубчатые - винтовые и коноидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика. 3. По характеру изменения угловой скорости выходного вала по отношению к входному: редуцирующие (понижающие) и мультиплицирующие (повышающие).

4. По характеру изменения передаточного отношения (числа): передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением и передачи с переменным передаточным отношением, изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе. 4. По характеру изменения передаточного отношения (числа): передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением и передачи с переменным передаточным отношением, изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе. 5. По подвижности осей и валов: с неподвижными осями валов  рядовые передачи (коробки скоростей, редукторы), передачи с подвижными осями валов (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами). 6. По количеству ступеней преобразования движения: одно-, двух-, трех-, и многоступенчатые. 7. По конструктивному оформлению: закрытые и открытые (бескорпусные).

Главные характеристики передач (2 слайда): Главные характеристики передач (2 слайда): мощности на входном и выходном валах - Pвх, Pвых; и их скорости вращения вх, вых или частоты вращения - nвх и nвых. Соотношение между частотой вращения n (общепринятая размерность 1/мин) и угловой скоростью  (размерность в системе SI 1/с) выражается следующим образом: и (2.1) Отношение мощности на выходном валу передачи Pвых (полезной мощности) к мощности Pвх, подведенной к входному валу (затраченной), называют коэффициентом полезного действия (КПД): (2.2) Отношение потерянной в механизме (машине) мощности (Pвх - Pвых) к ее входной мощности называют коэффициентом потерь: (2.3)

Сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице: Сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице: (2.4) Для многоступенчатой передачи, включающей k последовательно соединенных ступеней, общий КПД равен произведению КПД отдельных ступеней: . (2.5) Следовательно КПД машины, содержащей ряд последовательных передач, всегда будет меньше КПД любой из этих передач. Силовые показатели передачи определяются по известным из теории механизмов и машин (ТММ) формулам. усилие, действующее по линии движения на поступательно движущейся детали F=P/v, где P  мощность, подведенная к этой детали, а v  ее скорость; момент, действующий на каком-либо из валов передачи T=P/, где P  мощность, подведенная к этому валу, а   скорость его вращения. Используя соотношение (2.1), получаем формулу, связывающую момент, мощность и частоту вращения: . (2.6)

В технических расчетах (особенно прочностных) направление вращения чаще всего не имеет решающего значения. В таких расчетах используется передаточное число, которое представляет собой абсолютную величину передаточного отношения: В технических расчетах (особенно прочностных) направление вращения чаще всего не имеет решающего значения. В таких расчетах используется передаточное число, которое представляет собой абсолютную величину передаточного отношения: . (2.10) В многоступенчатой передаче с последовательным расположением k ступеней (что чаще всего наблюдается в технике) передаточное число и передаточное отношение определяются следующими выражениями: . (2.11) Среди множества разнообразных передач вращательного движения достаточно простыми конструктивно (по устройству) являются передачи с гибкой связью, принцип работы которых строится на использовании сил трения или зубчатого зацепления  это ременные передачи.

Классификация зубчатых передач По величине передаточного числа: с передаточным числом u  1 – редуцирующие (редукторы ) с передаточным числом u < 1 – мультиплицирующие (мультипликаторы). По взаимному расположению валов: с параллельными валами  цилиндрические (рис. 4.1, а…г); с пересекающимися осями валов – (рис. 4.1, д…ж); с перекрещивающимися осями валов - червячные, винтовые (рис. 4.1, и), гипоидные (рис. 4.1, з); с преобразованием движения – реечные (рис. 4.1, к). По расположению зубьев относительно образующей поверхности колеса: прямозубые - продольная ось зуба параллельна образующей поверхности колеса (рис. 4.1, а, г, д, к); косозубые - продольная ось зуба направлена под углом к образующей поверхности колеса (рис. 4.1, б, е, и); шевронные - зуб выполнен в форме двух косозубых колес со встречным наклоном осей зубьев (рис. 4.1, в); с круговым зубом - ось зуба выполнена по окружности относительно образующей поверхности колеса (рис. 4.1, ж, з).

Продолжение: Классификация ЗП По форме зацепляющихся звеньев: с внешним зацеплением - зубья направлены своими вершинами от оси вращения колеса (рис. 4.1, а…в); с внутренним зацеплением - зубья одного из зацепляющихся колес направлены своими вершинами к оси вращения колеса (рис. 4.1, г); реечное зацепление - одно из колес заменено прямолинейной зубчатой рейкой (рис. 4.1, к) По форме рабочего профиля зуба: эвольвентные - рабочий профиль зуба очерчен по эвольвенте круга (линия описываемая точкой прямой, катящейся без скольжения по окружности); циклоидальные - рабочий профиль зуба очерчен по круговой циклоиде (линия описываемая точкой окружности, катящейся без скольжения по другой окружности); цевочное (разновидность циклоидального) – зубья одного из зацепляющихся колес заменены цилиндрическими пальцами – цевками; с круговым профилем зуба (зацепление Новикова) – рабочие профили зубьев образованы дугами окружности практически одинаковых радиусов.

Модуль зацепления m,  часть делительного диаметра, приходящаяся на один зуб колеса, следовательно для любого нормального зубчатого колеса Модуль зацепления m,  часть делительного диаметра, приходящаяся на один зуб колеса, следовательно для любого нормального зубчатого колеса . (4.3) Модуль  основная размерная характеристика зубьев колеса. Модуль стандартизован, то есть при проектировании передачи выбирается из ряда стандартных значений. Окружной делительный шаг зубьев p  расстояние между одноименными боковыми поверхностями двух соседних зубьев, измеренное по дуге делительной окружности. Так как длина делительной окружности равна d, то, учитывая (4.3), для любого зубчатого колеса имеем . (4.4) Из сказанного следует, в зацеплении могут находиться только зубчатые колеса с одинаковым модулем.

Передачи с эвольвентным зацеплением. Наиболее полно перечисленным требованиям удовлетворяет эвольвентное зацепление, предложенное Леонардом Эйлером (1760 или 65 г.) и широко применяемое в общепромышленной и военной технике. Основные параметры эвольвентных цилиндрических зубчатых передач стандартизованы.

Причины неисправности зубчатых колес При передаче крутящего момента, в зацеплении зубчатых колес возникают силы взаимодействия под влиянием которых в зубьях возникает сложное напряженное состояние. Главное влияние на работоспособность зубчатых колес оказывают два основных вида напряжений: σ -контактные напряжения, H /мм2 ; σ –напряжения изгиба, H /мм2 Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев. Все виды разрушения зубьев сводятся либо к поломке зубьев либо к разрушению их контактных поверхностей. Поломка зубьев является наиболее опасным видом разрушения, приводящим к выходу из строя передачи и часто к разрушению других деталей и узлов машины.

Конструктивные особенности и параметры ЦКЗП. В зубчатых колесах можно выявить 4 основных элемента: зубчатый венец, включающий зубья, предназначенные для взаимодействия с сопряженным зубчатым колесом; обод – часть зубчатого колеса, несущая зубчатый венец (1 на рис. 5.1, г и 5.2, а); наиболее часто обод совмещают с зубчатым венцом, но иногда их выполняют раздельными (например, из разных материалов); ступица  часть зубчатого колеса, соединяющая его с валом, несущим зубчатое колесо (3 на рис. 5.1, г и 5.2, а); зубчатые колеса малого диаметра по сравнению с валом, несущим это колесо, выполняются, как правило, за одно целое с этим валом и называются вал-шестерня (рис. 5.1, д и 5.2, б); диск  часть зубчатого колеса, соединяющая обод со ступицей; в литых и сварных зубчатых колесах диск зачастую заменяется отдельными спицами

Цилиндрическая передача Цилиндрическая передача

Силы в зацеплении прямозубого колеса

Распределенную нагрузку на площадке контакта принято представлять в виде сосредоточенной силы, приложенной в точке зацепления и направленной по линии зацепления

Силы в зацеплении косозубой передачи Косозубых колес

Силы в зацеплении косозубой передачи Нормальную силу Fn в зацеплении можно разложить на 3 составляющие