Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
ормаль НН и радиусом rb2 = О2С опишем основной окрестность, развертка которого дает эвольвентных профиль А2 зуба колеса. Построенные профили сопряженные, так как, касаясь в точке S, они имеют общую нормаль НН.

При вращении колес точка зацепления S эвольвентных профилей перемещается по совместной нормали НН (рис.) - геометрическое место точек зацепления сопряженных профилив- и называется линией зацепления. Линия зацепления НН является одновременно линией давления, так как сила давления профиля зуба шестерни на профиль зуба колеса действует по общей нормали НН в обоих профилей.

Угол бщ, образованный линией зацепления НН и общей касательной ТТ первоначальным окрестностей, называется углом зацепления.

С сходства углов треугольников О2СП и О1ВП

О2П / О1П = О2С / О1В или rщ2 / rщ1 = rb2 / rb1

Из формулы видно u = Щ1 / щ2 = const, то есть, отношение угловых скоростей двух сопряженных эвольвентных профилей обратно пропорционально радиусам основных окрестностей и не зависит от расстояния между центрами этих окрестностей.

Правильность эвольвентного зацепления НЕ нарушится при изменении межосевого расстояния ащ. Это свойство является важным преимуществом эвольвентного зацепления перед циклоидальных, которое зависит от расстояния ащ.

Образование цилиндрического зубчатого колеса. Реальные зубчаcти колеса характеризуются шириной зубчатого венца. В затронуты участвуют не профили, а поверхности зубов, значит, прикосновения плоских профилей в точке соответствует соприкосновения поверхностей по линии контакта. Основным около колес соответствуют основные цилиндры колес, начальным около-начальные цилиндры, около вершин - цилиндры вершин.

Основы нарезки зубов методом обкатки. Рейка представляет собой случай зубчатого колеса, в котором число зубов превращается в безкинченисть, при этом начальный окрестность колеса превращается в прямую линию, которая называется начальной прямой. При работе реечных передачи начальная прямая рейки перекатывается без скольжения по начальному окрестности колеса. Согласно третьей свойства эвольвенти профиль зуба рейки прямобочным, трапецевидкои формы с углом заострения 2бщ.

Зацепление эвольвентного зубчатого колеса с рельсом положено в основу нарезки зубчатых колес методом обкатки, при этом рейка используется в качестве режущего инструмента. Чтобы прямолинейная режущая

кромка зуба инструментальной рейки могла обработать профиль зуба, нужно ее положение по отношению к зубу все время менять. Такое движение называется движением обкатки, а процесс нарезки зуба - нарезание методом обкатки.

В процессе резки заготовка вращается вокруг своей оси, а инструментальная рейка осуществляет возвратно-поступательное движение параллельно оси заготовки по принципу Долбяки и поступательное движение параллельно касательной к ободу заготовки. Начальный окрестность нарезаемого колеса делится шагом рельсы на z равных частей, благодаря чему он получил название делительный окрестность. На делительной окрестности шаг р и угол зацепления бщ нарезаемого колеса уровне шага и углу профиля инструментальной рейки.

При увеличении в безкинчености числа зубьев нормального (некорегованого) колеса получается основная рейка, профиль которой соответствует исходному контуру. Выходной контур характеризуется углом профиля б = 20?.

Исходный контур инструментальной рейки отличается от контура основной рельсы увеличенной на радиальный зазор с высотой головки зуба, необходимой для образования большей глубины впадины, что обеспечивает радиалбний зазор с в затронуты сопряженных колес. Лишняя высота зуба рейки не участвует в формировании эвольвентной части профиля зуба.

Изготовление зубчатых колес. Заготовки зубчсатих колес получают литьем, ковкой или резанием. Зубы колес изготавливают накатыванием, нарезкой, реже литьем.

накатки зубов. Применяется в массовом производстве. Предварительное формообразование зубьев цилиндрических и конических колес проводится горячим накатыванием. Венец стальной заготовки нагревают токами высокой частоты до температуры ~ 1200еС, а затем обкатывают между колесами-обкатчик. при.

притирки выполняют для обработки каленым зубов. Выполняют притиром чугунным, точно изготовленным колесом с использованием притирочних абразивных паст.

Обкатка приминяеться для сглаживания шероховатости на поверхности незакалених колес. В течение 1 2 мин. зубчатое колесо обкатывают под нагрузкой с эталонным колесом большой твердости.

3. Основные элементы и характеристики эвольвентного зацепления

Начальные окрестности. Проведем из центров О1 и О2 через полюс П два окола, которые в процессе зацепления перекатываются один по другому без скольжения. Эти окрестности называют начальными. При изменении межосевого расстояния ащ меняются и диаметры dщ окрестностей шестерни и колеса. Соответственно, в паре зубчатых колес может быть много начальных окрестностей. В отдельно взятогоколеса начального окола не существует.

Делительный окрестность. Окрестность на котором шаг р и угол бщ соответственно равны шагу и углу профиля бы. инструментальной рейки, называется делительным. Этот окрестность принадлежит отдельно взятом колесу.

Делительные окрестности совпадают с начальными, если межосевое расстояние пары колес равна сумме радиусов начальных окрестностей.

ащ = d1 / 2 + d2 / 2 = d1 (u + 1) / 2

Круговой шаг p. Расстояние между одноименными сторонами двух соседних зубов, взятая по дуге делительной окружности, называется круговым шагом зубьев по делительной окружности.

Основной шаг Рb измеряют по основному окрестности. На основе второй и четвертой свойств эвольвенты расстояние по нормали между одноименными сторонами двух соседних зубов равна шагу сб. (Рис. 8)

С треугольника О2ВП диаметр основного окрестности db2 = 2r b2 = d2 cos бщ, откуда

Pb = p cos бщ

Круговая толщина зуба st и круговая ширина впадины еt по дуге делительной окола нормального колеса теоретически уровне. Однако при изготовлении колес на теоретический размер st назначают такое размещение допуска, при котором зуб выходит тоньше, в результате чего гарантируется боковой зазор J, необходимый для нормального зацепления.

Круговой модуль зубов Из определения шага выхДРИЗ ножки при малом Z, необходимо инструментальной рейке сообщить смещение xm, при котором вершина ее зуба выйдет из зацепления с зубом в точке S и эвольвента профиля получится полной.

Зуб будет описанием пологой частью эвольвенты того же основного круга r b. Величина xm называется абсолютным смещением рельсы. Х относительное смещение рельса или Коэффицент смещения.

НН = П S sinб = ОПsinИб

4. Понятие о зубчатое зацепление со смещением

корректировки называется улучшение профиля зуба путем его определения вторым участком той же эвольвенты по сравнению с нормальным зацеплением.

Корректировка применяется

А) для устранения подрезания зубьев шестерни при z & lt; zmin;

Б) для повышения сгонно прочности зубов достигается увеличением их толщины;

В) для повышения контактной прочности, достигается увеличением радиуса кривизны в полюсе зацепления;

Г) для получения заданной межосевого расстояния.

Корректировка осуществляется смещением инструментальной рейки на величину xm. Положительным называется смещение рельса от центра колеса, от емким к центру.

При положительном смещении увеличивается толщина зуба у основания. Диаметр вершин растет. Профиль зуба переходит на участок эвольвенты, более удаленной от основания круга, приводит к увеличению радиуса кривизны.

При от емком смещении рейки проходит обратное явление.

При высотной коррекции шестерню изготавливают с положительным коэффициентом смещения x1, а колесо с от емким. Суммарный коэффициент смещения x = x1 + x2 = 0 Высотная коррекция применяется при большем передаточном числе, когда нужно сделать зубья шестерни и колеса равнопрочных на изгиб.

Угловая коррекция является общим случаем корректировки, при котором суммарный коэффициент смещения не равна нулю. Для правильного зацепления необходимо увеличить межосевое расстояние. При увеличении ащ увеличивается угол зацепления бщ, поэтому такая коррекция называется угловой. угловая корекция дает большие возможности воздействия на различные параметры зацепления, поэтому часто используется.

5. Точность зубчатых передач

При изготовлении зубчатых передач возникают погрешности, которые выражаются в отклонениях шага, соосности колес, теоретического профиля зубьев, межосевого расстоянии и др. Все эти погрешности приводят к увеличенному шума во время работы и преждевременному износу передачи.

Точность зубчатых передач регламентируется стандартами, в которых предусмотрено 12 степеней точности с обозначением степеней в порядке убывания точности. Наибольшее распространение имеют 6, 7, 8, девятого степени точности. 6 степень высокоточные передачи, 9 тихоходные передачи сниженной точности.

6. Смазки и к.кд. зубчатых передач

Смазка. В процессе зацепления зубов вследствие трения проходит нагрев передачи, износ зубов, снижение к.п.д ..

Чтобы обеспечить работоспособность передачи в зацепление колес подводят смазочный материал, который снижает контактные напряжения, уменьшает потери на трение, защищает зубы от истирания и коррозии, выносит продукты износа, уменьшает силу удара и улучшает отвод тепла.

Для тихоходных передач используют картерных смазки. При этом венце одного или двух колес погружения в ванну с маслом герметичного корпуса (картера). При высоких скоростях колес применяют циркуляционное смазки. Смазка принудительно подается в зону зацепления, стекает в сборник, фильтруется, охлаждается и снова подается в зону зацепления. Сорт масла выбирают в зависимости от угловых скоростей и контактного напряжения зубов. Чаще всего используют индустриальное и турбинное масло.

к.п.д. зубчатых передач. Потери мощности в зубчатых передачах складываются из потерь на трение в зацеплении, на трение в подшипниках и гидравлических потерь. Потери в зацеплении составляют главную часть потерь передачи. Они зависят от точности изготовления, способа смазки, шорткости рабочих поверхностей, свойств смазочных материалов ичисла зубов. Потерянная мощность переходит в теплоту.

Потерянная мощность в передаче переходит в теплоту, которая при недостаточном охлаждении может вызвать перегрев передачи. Тепловой расчет ведется аналогично расчету червь ячменных передач. & Nbsp;

7. Материалы зубчатых колес

Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи и условий ее работы. В качестве материалов колес используют стали, чугуна и пластмассы.

Стали. Основными материалами для зубчатых колес является термически обработанные стали. В зависимости от прочности стальные зубчатые колеса делятся на две группы.

Первая группа - колеса с прочностью поверхностей зубов Н & lt; 350 НВ. Используются в слабо и средненагруженных передачах. Материалами для колес этой группы является углеводородные стали 35,40,45,50,50Г, легированные стали 40Х, 45Х, 40ХН и др. Термообработку улучшение выполняют до нарезки зубов. Колеса при прочности поверхности зубов Н 350 НВ хорошо припрацьовуються и не поддаются хрупком розрушенню.

Для равномерного износа зубов и лучшего припрацьовування прочность шестерни прямозубой передачи должна быть на (25 ... 50) НВ больше прочности колеса.

Для косозубых передач прочность НВ рабочих поврхней зубьев шестерни желательна как можно большее ..

Вторая группа колеса с прочностью поверхностей Н & gt; 350 НВ. Высокая прочность рабочих поверхностей зубов достигается об емким и поверхностным закалкой .Эти виды термообработки позволяют в несколько раз повысить нагруженную способность передачи по сравнению с улучшенными сталями.

Зубы колес с прочностью поверхностей Н & gt; 350 НВ НЕ прироблюються. Для неприроблених зубчатых передач обеспечивать разность прочности зубьев шестерни и колеса не требуется.

Поверхностная закалка зубов с нагревом токами высокой частоты (с.в.ч.) желательно для шестерен с модулем m & gt; 2 мм, которые работают с улучшенными колесами через хорошую приработки зубов. При малых модулях мелкий зуб закаляется насквозь, чв делает его хрупким и сопровождается деформации. Для закалки с.в.ч. используют стали 45,40Х, 40ХН, 35ХМ.

Цементацию используют для колес, размеры которых должны быть минимальными (авиация, транспорт и т.п.). Для цементации используют стали 20Х, 12ХН3А и др.

Азотирування обеспечивает особенно высокую прочность поверхностных слоев зубов. Для передач, в которых отсутствует абразивный износ зубов, возможно использование азотирування. Оно сопровождается малым деформации и позволяет получить зубы 7-й степени точности без финишных операций. Для повышения прочности сердцевины зуба заготовку колеса улучшают. Для азотирування используют стали 40ХНМА, 40Х2НМА, 38ХМЮА, 38х2.

Колеса с прочностью Н & gt; 350 НВ нарезают до термообработки. Обработку зубов выполняют после термообработки.

Выбор марок сталей для зубчатых колес. Без термической обработки механические характеристики всех сталей близки, поэтому использование легированных сталей без термообработки не допускается.

Прокалывание сталей разное: высоколегированных больше, углеводородных меньше всего. Стали с плохим прокалыванием при больших разрезах заготовок невозможно термически обработать высокую прочность. Поэтому марку стали для зубчатых колес выбирают с расчетом размеров их заготовок.

Рекомендуются следующие стали и варианты термической обработки (т.о.)

1 - марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ и др. Т.о. колеса - улучшение, прочность 235 ... 262 НВ.Т.о. шестерни улучшение, прочность 269 ... 302 НВ;

2 - марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 40Х.40ХН, 35ХМ и др. Т.о. колеса улучшение, прочность 269 ... 302 НВ. Т.о. шестерни улучшение и закалка с.в.ч .; прочность 45 ... 50 HRC ..48 ... 53 HRC и др. (зависит от марки стали);

3 - марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН.35ХМ и др. Т.о. колеса и шестерни одинаковые улучшение и закалка с.в.ч .; прочность 45 ... 50 HRC, 48 ... 53 HRC и др. (Зависит от марки стали);

4 - марки сталей для колеса: 40Х, 40ХН.35ХМ и др. Т.о. колеса улучшение и закалка с.в.ч .; прочность 45 ... 50 HRC, 48 ... 53HRC и др. (зависит от марки стали).

Марки сталей для шестерни: 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ и др. Т.о. шестерни улучшение, цементация и закаливание; прочность 56 ... 63 HRC;

5 - марки стали одинаковы для колеса и шестерни: 20Х, 20ХНМ.18 ХГТ и др. Т.о. колеса и шестерни одинаковые - улучшение, цементация и закаливание; прочность 56 ... 63 HRC.

Стальное литье. Используют для изготовления крупных зубчатых колес (d a. & Gt; 500 мм). Используют стали 35 Л .... 55 Л. Литые колеса нормализуют.

Чугуны. Используют при изготовлении зубчатых колес тихоходных открытых передач. Рекомендуются чугуна СЧ18 ... СЧ 35 .Зубы чугунных колес хорошо приделываются, но имеют пониженную прочность на изгиб.

Пластмассы. Используют в скороходних слабонагруженных передачах для шестерен, работающих в паре с металлическими колесами .Зубчасти колеса из пластмасс отличаются бесшумностью и плавностью хода. Наиболее распространенные текстолит, лигнофоль, капролон, полиформальдегид.

8. Виды разрушения зубов и критерии работоспособности зубчатых передач

В процессе работы на зубы действуют силы нагрузки, передают и силы трения. Для каждого зуба нагрузки меняются во времени по прерывистой от нулевому циклу. Повторно-переменные нагрузки являются причиной втомлюваного разрушения зубов: их поломки и выкрашивание рабочих поверхностей. Трения в зацеплении вызывает износ и заедание зубьев.

поломки зубов. Это наиболее опасный вид разрушения. Поломка зубов является результатом повторно-переменных напряжений, возникающих в зубах и перегрузки. Трещины от усталости заявляются у основания зуба на той стороне, где от сгиба возникли наибольшие растягивающие напряжения. Прямые короткие зубы выламываются полностью, а длинные обламываются по косом сечении. Поломки от усталости предупреждают расчетовом на прочность по напряжениям изгиба в f, использованием коррекции, а также увеличением точности изготовления и монтажа передачи.

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубов. Основной вид разрушения зубов для большинства закрытых передач. Возникает в результате действия повторно-переменных контактных напряжений в H. Разрушение начинается на ножке зуба в околополюсных зоне, где развивается самая сила трения, способствует пластической течения металла и утоворюванню микротрещин на поверхности зубов. Развития трещин способствует расклинивающий эффект смазочного материала. который запрессовывается в трещины при зацеплении. Развитие трещин приводит к выкрашивание частиц поверхности, появлению сначала мелких ямок, которые переходят в раковины. При выкрашивание нарушаются условия образования сплошной масляной пленки (масло выжимается в ямки), что приводит к быстрому износу и задира зубов. Растут динамические нагрузки, шум, температура.

При твердости поверхности зубов Н & lt; 350 НВ может наблюдаться ограниченное выкрашивание, которое возникает только на участках с концентрацией напряжений. После приработки зубов такое выкрашивание прекратится.

Прогрессирующее выкрашивание возникает при твердости поверхности зубов Н & gt; 350 НВ, оно со временем поражает всю рабочую поверхность ножек зубов.

Выкрашивание зубов от усталости предупреждают расчетом на прочность по контактным напряжения, повышением твердости поверхности зубов, использованием

Загрузка...

Страницы: 1 2 3 4