Курсовые и лабораторные по сопромату Расчет стержневой системы Геометрические характеристики сечений Пример расчета трехопорной рамы Зубчатые механизмы Достоинства косозубых передач Техническая механика

Курсовые и лабораторные по сопромату, теоретической механике, машиностроительному черчению

Достоинства косозубых передач:

Зацепление происходит более плавно и равномерно, чем у прямозубых;

меньший шум при зацеплении.

Недостатки косозубых передач:

При работе косозубого колеса возникает механический момент, направленный вдоль оси, что вызывает необходимость применения для установки вала упорных подшипников;

Увеличение площади трения зубьев (что вызывает дополнительные потери мощности на нагрев), которое компенсируется применением специальных смазок;

Более сложное изготовление колес по сравнению с прямозубыми. Определить степень статической неопределимости системы и составить уравнение совместности деформаций.

Колёса с круговыми зубьями.

Передача на основе колёс с круговыми зубьями (Передача Новикова) имеет ещё более высокие ходовые качества, чем косозубые — высокую нагрузочную способность зацепления, высокую плавность и бесшумность работы. Однако они ограничены в применении сниженными, при тех же условиях, КПД и ресурсом работы, такие колёса заметно сложнее в производстве. Линия зубьев у них представляет собой окружность радиуса, подбираемого под определённые требования. Контакт поверхностей зубьев происходит в одной точке на линии зацепления, расположенной параллельно осям колёс.

Двойные косозубые колёса (шевроны) (рис. 2.1, в)

Двойные косозубые колёса решают проблему осевого момента. Зубья таких колёс изготавливаются в виде буквы «V» (либо они получаются стыковкой двух косозубых колёс со встречным расположением зубьев). Осевые моменты обеих половин такого колеса взаимно компенсируются, поэтому отпадает необходимость в установке осей и валов в специальные подшипники. Передачи, основанные на таких зубчатых колёсах, обычно называют «шевронными».

Конической называется зубчатая передача, предназначенная для передачи и преобразования вращательного движения между звеньями, оси вращения которых пересекаются. По форме линии зуба конические зубчатые передачи различаются на: прямозубые; косозубые; с круговым зубом ( см. рис. 2.1, д, е, ж); с эвольвентной линией зуба; с циклоидальной линией зуба. Как и в цилиндрических, так и в конических зубчатых передачах наиболее часто применяют эвольвентное зацепление. Преимущественно применяют прямозубые конические колеса и только тогда, когда нельзя использовать цилиндрические. Это объясняется большей сложностью изготовления и сборки конических передач. Одно из колес конических передач из-за пересечения осей валов располагается консольно, что создает дополнительные трудности при конструировании опор. Кроме того, валы и опоры нагружаются не только радиальными, но и осевыми силами.

Преимущества конических передач:

      обеспечение возможности передачи и преобразования вращательного движения между звеньями с пересекающимися осями вращения;

     возможность передачи движения между звеньями с переменным межосевым углом при широком диапазоне его изменения;

     расширение компоновочных возможностей при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.

 Недостатки конических передач:

     более сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых колес;

     большие осевые и изгибные нагрузки на валы, особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес.

 Червячная передача (рис. 2.1, з)

Механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса.

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка к трапецеидальной. На практике применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило, изготовляют составленным из двух материалов: венец – из дорогого антифрикционного материала (например из бронзы), а сердечник – из более дешёвых и прочных сталей или чугунов.

Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под прямым углом.

Передача предназначена для существенного увеличения крутящего момента и, соответственно, уменьшения угловой скорости. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является нереверсивной: если приложить момент к ведомому звену (червячному колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения i червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых приложениях – до 1000.

Достоинства и недостатки червячной передачи:

Достоинства:

Плавность работы

Бесшумность

Большое передаточное отношение в одной паре

Самоторможение

Повышенная кинематическая точность

Недостатки:

Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях не более 100 кВт)

Большие потери на трение (тепловыделение)

Повышенный износ и склонность к заеданию

Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки

Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода 

Червяки классифицируют по следующим признакам:

по форме поверхности, на которой образуется резьба

Цилиндрические

Глобоидные

по направлению линии витка

правые

левые

по числу заходов резьбы

однозаходные

многозаходные

по форме винтовой поверхности резьбы

с архимедовым профилем

с конволютным профилем

с эвольвентным профилем

В качестве материалов для изготовления зубчатых колес применяют стали, сплавы на основе цветных металлов, пластмассы.

При изготовлении цилиндрических и конических колес основным материалом являются термически обрабатываемые стали. При окружных скоростях зубьев до 3 м/с применяют качественные стали 20, 30, 35, а при более высоких окружных скоростях – стали 45, 50, инструментальные стали У8А, У10А и легированные стали 20Х, 40Х, 40ХН, 30ХГСА, 12ХН3А с соответствующей термообработкой (нормализацией, закалкой, улучшением – закалкой с высоким отпуском). Рекомендуется твердость зубьев шестерни (они более нагружены) выбирать на (20 … 50)НВ больше твердости зубьев колеса. Поэтому материал шестерни стараются брать более прочным, чем материал для колес.

При небольших нагрузках зубчатые колеса изготавливают из алюминиевых сплавов Д16Т, В95-Т1. Более широко при изготовлении мелкомодульных зубчатых колес, особенно червячных, применяют бронзы БрОФ10-1, БрАЖ9-4, БрАМц9-2.

Широко применяются в качестве материалов зубчатых колес пластмассы (текстолит ПТК, гетинакс, полиамиды), обладающие хорошей износостойкостью, демпфирующей способностью, коррозионной стойкостью.

Кручение

Крутящим моментом в поперечном сечении бруса называется результирующий момент внутренних касательных сил, равный сумме моментов внешних сил, действующих на рассматриваемую часть бруса.

Крутящий момент считается положительным, если наблюдатель со стороны отброшенной части видит вращение вала против хода часовой стрелки, отрицательным – по ходу часовой стрелки.

Закон Гука при кручении – касательное напряжение в произвольном волокне вала прямо пропорционально расстоянию этого волокна до оси.

Результирующий крутящий момент в сечении:

Jр – полярный момент инерции площади сечения.

Полярным моментом инерции площади сечения называется сумма произведений элементарных площадок на квадрат их расстояния до оси, перпендикулярной плоскости сечения.

Касательное напряжение в произвольном волокне вала при кручении:

Полярным моментом сопротивления площади сечения называется отношение полярного момента инерции к расстоянию наиболее удаленного волокна до оси.

Расчет вала на прочность – определение его диаметра из условия, что максимальное касательное напряжение не превышает допускаемое.

Расчет вала на жесткость –определение его диаметра из условия, что угол закручивания вала не превышает допускаемого угла закручивания:


Разборка редуктора и ознакомление с конструкцией и назначением отдельных узлов