Зубчатые передачи, назначение, классификация, оценка, материалы, область применения, КПД, основные сведения о расчете на контактную прочность и изгиб.

Зубчатые передачи –передачи с помощью зубчатых колес. Это самый распространенный вид передач. Меньшее колесо зубчатой пары – шестерни, большее – колесо.

Достоинства: большая передаваемая мощность, высокая надежность работы и долговечность, постоянное передаточное число, простота конструкции, высокий КПД (от 0,97-0,98), возможность преобразования вращательного движения в поступательное.

Недостатки: сложность изготовления, повышенные требования при монтаже, шум при больших скоростях, высокая жесткость.

Область применения: в машиностроении и приборостроении.

Классификация: 1) по взаимному расположению валов (цилиндрические, конические, со скрещивающимися валами) (цилиндрические-винтовые, конические, гипоидные и червячные); 2) в зависимости от взаимного расположения зубчатых колес – различают зубчатые передачи с внешним зацеплением и с внутренним; 3) по расположению зубьев на поверхности колес – прямозубые, косозубые, шевронные и с круговым зубом; 4) по форме профиля зуба – 1. Эвольвентные с зацеплением новикова, 2. Циклоидальные. 5) по окружной скорости – тихоходные (меньше 3 м/с), среднескоростные (от 3-15), скоростные (от 15-40), быстроходные (больше 40); 6) по конструктивному исполнению – открытые, закрытые.

Расчёт на контактную прочность рабочих поверхностей зубьев является основным критерием работоспособности зубчатых передач.

Расчет по контактной прочности сводится к проверке условия

Поломка зубьев связана с напряжениями изгиба, вследствие усталости материала от длительно действующих нагрузок. Расчет на изгиб сводится к проверке условия:

Передача винт-гайка, КПД винтовой пары, понятие расчета на износостойкость.

Передача служит для преобразования вращательного движения в поступательное. Применяется в домкратах, прессах, тисках. Вращаться может либо гайка, когда винт совершает поступательное движение (домкрат), либо вращается винт, а гайка с закрепленной деталью совершает поступательное движение (тиски).

Винты в передачах делят на грузовые (в домкратах) и ходовые (в станках измерительных).

Основные требования: износостойкость, длительное сохранение точности.

В зависимости от вида трения в резьбе:передачи скольжения и передачи качения.

Достоинства: простота конструкции, компактность, надежность, плавность и бесшумность, выигрыш в силе, большая точность перемещения.

Недостатки: сильный износ резьбы, низкий КПД (0,5-0,7).

Параметры передачи: 1) передаточное отношение 2) скорость поступательного движения

Материалы: винт (сталь 40-45), гайка (оловянная бронза или чугун)

Основным критерием работоспособности и расчёта передачиявляется износостойкость.

Основной причиной выхода из строя винтов и гаек является большое изнашивание их резьбы. Поэтому при определении размеров передачи исходят из расчета на износостойкость резьбы по допускаемому давлению. Потом проводят расчет на прочность винта, то есть определяют его диаметр.

Сила в зацеплении 1) окружная

Червячная передача.

Состоит из червяка и червячного колеса. Применяется между скрещивающимися валами.

Принцип действия: зубчато-винтовая передача. Движение за счет трения скольжения.

Материалы:червяк (сталь 45 с послед закалкой и шлифованием), колесо (бронза, чугун).

Классификация:

Достоинства:плавность и бесшумность, компактность, большое передаточное число, возможность самоторможения.

Недостатки:низкий КПД (0, 45-0,8), сильный нагрев, сильный износ, малая передаваемая мощность до 50 кВт.

Параметры: 1.модуль червяка 2. Передаточное число 3. Делительный диаметр червяка

4. Делительный угол подъема витка

5. Делительный диаметр колеса

6. Диаметр вершин зубьев колеса

7. Центробежный угол обхвата

8. Межосевое расстояние

Силы взаимодействия в червячной паре:

Действует 3 составляющие: окружная сила, осевая, радиальная.

Тепловой расчет

Формула проверочного расчета червячных передач по контактным напряжениям:

Ременная передача.

РП – работает за счет сил трения, относится к передаче с гибкой связью, которой явл. ремень. Ремни бывают: плоские (кожаные, прорезинен, текстильные), клиновые, зубчатые и круглые (кож, резин, стальн).

Достоинства:простота конструкций, большое межосевое расстояние, плавность и бесшумность работы.

Недостатки: малая передаваемая мощность, громоздкость, проскальзывание, ненадежность, большие нагрузки на валы.

Область применения:во всех отраслях машиностроения, а также, когда валы располагаются на значительном расстоянии.

Классификация: в зависимости от положения ремня передачи бывают: открытая ,перекрестная, полуперекрестная, с натяжным роликом.

КПД: для плоскоременной передачи (0,93-0,98), для клина или полуклиноременной (92-97).

Критерии работоспособности: основной – тяговая способность (надежность сцепления ремня со шкивами) и долговечность ремня (определяется сопротивлением усталости ремня).

Основные параметры передачи: 1) межосевое расстояние

Плоский ремень

Клиновой ремень 2) расчетная длина ремня

Межосевое расстояние (общее)

Угол обхвата на малом шкиве

Передаточное число

Для работы передачи необходимо натяжное устройство, т.е. обычно двигатель устанавливается на салазках. Не допускается смазывание ремня смолой и канифолью. Предварительное натяжение ремня = окружной скорости.

Усилия в ветвях ремня.Для ведущей ветви –

Для ведомой ветви

Цепная передача.

ЦП –относится передача зацепления с гибкой связью. Цепи бывают зубчатые (бесшумнее, но дороже и тяжелее) и втулочно-роликовые.

Достоинства: большое межосевое расстояние до 8 м, отсутствие проскальзывания, большая передаваемая мощность до 3 тыс кВт, компактность.

Недостатки: шум при работе, сильный износ цепи, удлинение цепи.

ЦПсостоит из двух звездочек, насаженных на валы, которые обхватывают цепь.

Область применения:сельхоз и строительно-дорожные машины, также в хим промышленности, станкостроении и подъемоностроении.

Для работы передачи также необходимо натяжное устройство. ЦП имеют высокий КПД (0,92-0,95).

Параметры передач: 1)цепи характеризуются шагом, 2) передаточное число

Длина цепи

Межосевое расстояние

Делительный диаметр звездочки

Окружная скорость

Критерии работоспособности:долговечность работы цепи,

Расчет ЦП заключаетсяв нахождении и проверке износостойкости шарниров в цепи.

35. Детали вращения.

Вал -вращающаяся деталь, предназначенная для поддержания насаженных на нее деталей и передачи вращающего момента.

Ось – это неподвижная или вращ деталь, которая служит для поддержания насаженных деталей. Ось вращающего момента не передает.

Классификация валов: 1) коренные (воспринимают работу машины), 2) передаточные (передают момент), 3) трансмиссионные (распределяют момент между отдельными потребителями).

Вал, от которого передается момент, называется ведущим. Вал к которому передается момент называется ведомым.

В зависимости от конструкций:гладкие, ступенчатые, фасонные, а также сплошные и полые. Полые делаются по конструктивным необходимостям для подачи масла, охлаждения воды.

Элементы вала – 1) цапфа – это часть вала в подшипнике (цапфа на конце вала – шип, в середине – шейка, цапфа воспринимает осевую нагрузку – пята). 2) галтель – это местное увеличение диаметра для восприятия осевой нагрузки. 3) проточка и наплавка для установки стопора.

Т.К. валы воспринимают осевую нагрузку и крутящий момент, то основной критерий работоспособности1) прочность 2) жесткость.

Расчет проводится в 2 этапа: 1) проектировочный – только под действием крутящего момента; 2) проверочный – крутящий и изгибающий момент.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: