Использование конических прямозубных передач в технических средствах.

Содержание.
Введение.
1. Зубчатые передачи
1. История развития.
1.2. Общие сведения
1.3. Изготовление зубчатых колес
1.4. Материалы и конструкции зубчатых колес
2. Цилиндрические зубчатые передачи.
2.1. Цилиндрические прямозубые передачи.
2.2. Цилиндрическая косозубая передача.
2.3. Шевронная цилиндрическая передача
3. Конические зубчатые передачи.
4. Применение зубчатых передач.
Литература.

Использование конических прямозубных передач в технических средствах.

И, наконец, зубчатые нары пополнились так называемым мальтийским крестом с ведущей шайбой.
Четыре конца мальтийского креста оформлены как дуги точно такого радиуса, как у шайбы. Эти концы разделены вырезами, с которыми сцепляется единственный зуб ведущей шайбы. Вал шайбы вращается непрерывно, а вал мальтийского креста вращается периодически. Он останавливается, когда палец-зуб шайбы выходит из зацепления. Остановка длится до того момента, когда этот палец, сделав почти полный оборот, войдет в следующий вырез мальтийского креста и снова приведет его вал во вращение.
К началу XX столетия машиностроители уже располагали всеми видами зубчатых передач, которые действуют в современных машинах и приборах.
1.2. Общие сведения
Простейшая зубчатая передача состоит из двух колес с зубьями, по­средством которых они сцепляются между собой (рис. 1.1, а...и). Враще­ние ведущего зубчатого колеса преобразуется во вращение ведомого ко­леса путем нажатия зубьев первого на зубья второго. Меньшее зубчатое колесо передачи называется шестерней, большее – колесом.
Зубчатые передачи могут преобразовывать вращательное движение между валами с параллельными (рис. 1.1, а...г), пересекающимися (рис. 1.1, д...ж) и перекрещивающимися (рис. 1.1, з,и) геометрическими осями. По форме различают цилиндрические (рис. 1.1,а...г,з), кониче­ские (рис. 1.1,д...ж,и), эллиптические, фигурные зубчатые колеса и с не­полным числом зубьев. В данной работе рассмотрим только широ­ко распространенные зубчатые колеса круглой формы, т. е. цилиндриче­ские и конические; остальные зубчатые колеса встречаются крайне редко.
По форме и расположе­нию на зубчатом колесе различают:
- прямые (рис. 1.1, я, б, д),
- косые (рис. 1.1, в, е, з, и),
- шевронные (рис. 1.1,г),
- круговые (рис. 1.1,ж) и другие криволинейные зубья.
В зависимости от взаимного расположе­ния валов передачи формы зубчатых колес и формы зубьев передачи бывают:
1. Цилиндрические:
- прямозубые (рис. 1.1, а, б),
- косозубые (рис. 1.1,в)
- шевронные (рис. 1.1, г);
2. Конические:
- прямозубые (рис. 1.1, д),
- с тангенциальными зубьями или косозубые (рис. 1.1, е)
- с круговыми зубьями (рис. 1.1, ж)
3. Винтовые (рис. 1.1, з), состоящие из двух цилиндрических косозубых колес, установленных на перекрещи­вающихся валах.
4. Гипоидные или конические винтовые (рис. 12.1, и), со­стоящие из двух конических косозубых или с криволинейными зубьями колес, которые установлены на перекрещивающихся валах
Рисунок 1.1
Угол между геометрическими осями валов конических и винтовых передач может быть в пределах 0...180°, но обычно этот угол равен 90°. В гипоидной передаче угол скрещивания валов принимают равным 90°.
В зависимости от взаимного расположения зубчатых колес разли­чают зубчатые передачи с внешним (рис. 1.1, а) и внутренним зацепле­нием (рис. 1.1,6). В последней в отличие от первой зубчатые колеса вращаются в одну сторону.
Разновидностью зубчатой передачи служит реечная передача (рис. 1.1, к), преобразующая вращательное движение шестерни в воз­вратно-поступательное движение рейки или наоборот. Рейку рассматри­вают как зубчатое колесо бесконечно большого диаметра.
Зубчатые передачи применяют не только в виде пары зубчатых ко­лес, но и в более сложных сочетаниях, образующих многоступенчатые зубчатые передачи, а также в виде планетарных передач, состоящих из зубчатых колес с перемещающимися геометрическими осями, и волновых передач, в которых одно из зуб­чатых колес представляет собой гибкий венец.
Наиболее распространены цилиндрические и конические зубчатые передачи, причем цилиндрические передачи проще в изготовлении и монтаже. Коническая зубчатая передача осуществляет вращение ме­жду валами, геометрические оси которых пересекаются. Цилиндриче­ские и конические прямозубые передачи- работают обычно при неболь­ших (<3 м/с) и средних (31…15 м/с) окружных скоростях. Цилиндриче­ские прямозубые передачи используют при осевом перемещении зубчатых колес для переключения скоростей (коробки передач). Цилин­дрические и конические косозубые и- с круговыми зубьями передачи применяют в ответственных случаях при средних и высоких (15 м/с) скоростях1. Шевронные передачи обычно применяют при больших на­грузках и особо тяжелых условиях работы, при средних и высоких окружных скоростях. В шевронной передаче по сравнению с цилиндри­ческой косозубой отсутствуют осевые силы, действующие на валы и подшипники.
Во всех конических передачах при работе возникают значительные осевые силы.
Хотя зубчатая передача с внутренним зацеплением компактнее передачи с внешним зацеплением, но ее изготовление и монтаж сложнее и поэтому более распространены передачи с внешним зацеплением. Винтовая и гипоидная передачи по сравнению с цилиндрическими и ко­ническими обладают большей плавностью работы и возможностью вы­водить оба вала за пределы передачи в обе стороны, но к. п. д. у них ниже и зубья изнашиваются быстрее вследствие повышенного скольже­ния зубьев. Несущая способность винтовых передач небольшая (началь­ное касание зубьев происходит в точке).
Гипоидные передачи обладают повышенной несущей способностью (начальное касание зубьев происходит по линии), и поэтому они имеют более широкое применение (автомобили, троллейбусы, текстильные машины).
Зубчатые передачи нашли самое широкое распространение среди ме­ханических передач благодаря целому ряду достоинств, из которых важ­нейшие: компактность, высокий к. п. д., постоянство передаточного чис­ла, большая долговечность и надежность в работе, возможность осуществления передачи практически любых мощностей при практиче­ски любых скоростях и передаточных отношениях, простота обслужива­ния.
Назначение и конструкции зубчатых передач разнообразны. Их применяют в очень многих приборах и почти во всех машинах, в том числе и самых тяжелых и мощных для передачи мощностей от весьма малых до 50 МВт и выше с диаметром колес от долей миллиметра до 6 м и более.
1.3. Изготовление зубчатых колес
Заготовки зубчатых колес получают литьем, ковкой в штам­пах или свободной ковкой в зависимости от материала, формы и размеров. Зубья колес изготовляют накатыванием, нарезанием, реже литьем.
Накатывание зубьев. Применяется в массовом производстве. Предварительное формообразование зубьев цилиндрических и конических колес производится горячим накатыванием. Венец стальной заготовки нагревают токами высокой часто­ты до температуры ~ 1200 °С, а затем обкатывают между колеса­ми-накатниками. При этом на венце выдавливаются зубья. Для получения колес более высокой точности производят последую­щую механическую обработку зубьев или холодное накатыва­ние — калибровку.
Холодное накатывание зубьев применяется при модуле до 1 мм. Зубонакатывание — высокопроизводительный метод изготовления колес, резко сокращающий отход металла в стружку.
Нарезание зубьев. Существует два метода нарезания зубьев: копирование и обкатка. Метод копирования заключает­ся в прорезании впадин между зубьями модульными фрезами (рис. 1.6): дисковыми (а) или пальцевыми (б). После прорезания каждой впадины заготовку поворачивают на шаг зацепле­ния. Профиль впадины представляет собой копию профиля режу­щих кромок фрезы, отсюда и название – метод копирования. Метод копирования – малопроизводительный и неточный, при­меняется преимущественно в ремонтном деле.
Нарезание зубьев методом обкатки основано на вос­произведении зацепления зубчатой пары, одним из элементов которой является режущий инструмент — червячная фреза (рис. 1.7, а), долбяк (рис. 1.7, б) или реечный долбяк — гребенка. Червячная фреза имеет в осевом сечении форму инструментальной рейки. При нарезании зубьев заготовка и фре­за вращаются вокруг своих осей, обеспечивая непрерывность процесса.
Рисунок 1.6. Нарезание зубьев методом копирования
Рисунок 8.17. Нарезание зубьев методом обкатки
Нарезание зубьев червячными фрезами широко применяют для изготовления цилиндрических колес с внешним расположени­ем зубьев. Для нарезания колес с внутренним расположением зубьев применяют долбяки. Гребенками нарезают прямозубые и косозубые колеса с большим модулем зацепления.
Нарезание зубьев конических колес методом обкатки про­изводится строганием (рисунок 1.8, а), фрезерованием (рис. 1.8, б), инструментом с прямобочным профилем или резцовыми го­ловками.
Рисунок 1.8. Нарезание конических колес
1.4. Материалы и конструкции зубчатых колес