конструкция, область применения, достоинства и недостатки. Расчеты передачи

Червячная передача
состоит из червяка 1, т. е. винта с
трапецеидаль­ной
или близкой к ней по форме резьбой, и
червячного
колеса 2, т.
е. зубчатого ко­леса с зубьями особой
формы, получаемой в результате взаимного
огибания с вит­ками червяка.

Червячные
передачи относятся к числу зубчато-винтовых,
имеющих характерные черты
зубчатых и винтовых передач. В от­личие
от винтовых зубчатых передач с
пе­рекрещивающимися осями, у которых
на­чальный
контакт происходит в точке, в чер­вячных
передачах имеет место линейный контакт.
В осевом сечении зубья колеса имеют
дуговую форму. Это обеспечивает облегание
тела червяка и увеличение длины контактных
линий.

Достоинства
червячных передач:

а)
возможность получения большого
передаточного
отношения; б) плавность и бес­шумность
работы, возможность точных де­лительных
перемещений; в)возможность передачи
между скрещивающимися валами; г)
самоторможение; д) высокая кинематическая
точность

Недостатки
большинства червячных пе­редач:

а)
низкий КПД; б) необходимость применения
для колеса дорогостоящих ан­тифрикционных
материалов, что повышает стоимость
передачи

Червячные
передачи применяют при не­обходимости
снижения скорости и переда­чи
движения между перекрещивающимися (в
большинстве случаев взаимно
перпен­дикулярными) валами. Объем
применения червячных передач составляет
около 10 % от
передач зацеплением (зубчатых и
чер­вячных).
Выпуск червячных редукторов по
числу единиц составляет около полови­ны
общего выпуска редукторов.

Широко
применяются червячные пере­дачи в
подъемно-транспортных машинах, станках,
автомобилях и других машинах.

Наибольшее
распространение получили червячные
передачи с цилиндрическими червяками.

Основные
параметры
чер­вячных
цилиндрических
передач.
Червячные передачи вследствие относительно
низкого КПД применяют для небольших и
средних мощностей от долей киловатта
до 200 кВт, как правило, до 60 кВт, для
моментов до 5*10⁵
Нм. Пе­редаточные отношения обычно
принимают равными от 8 до 63…80; в отдельных
слу­чаях, например в приводе столов
большого диаметра станков,— до 1000.

Расчеты на
прочность

Червячные
передачи рассчитывают на сопротивление
усталости и статическую прочность
по контактным напряжениям и напряжениям
изгиба. В большинстве случаев напряжения
изгиба не определя­ют
размеры передачи и расчет по ним
при­меняют
в качестве проверочного. Основное
значение имеет расчет на сопротивление
контактной усталости, кото­рый
должен предотвращать в проектируе­мых
передачах выкрашивание, и расчет на
заедание. Расчет на износ совмещают с
этим расчетом.

Расчет
на прочность по контактным напряжениям
ведут
для зацепления в полюсе, что поз­воляет
упростить расчет.

σ_н
≤
|
σ_н
|₂
выполняют
проектный расчет

или
σ_н=проверочный
расчет

,
мм, где Т — крутящий момент;Нмм. k_H
– коэффициент
запаса прочности по контактным
напряжениям;

После вычисления
межосевого расстояния по ГОСТу выбираем
Z1,Z2,m_s,
q,
x1
далее следует расчет геометрии и
проверочный расчет по σ_н=

Проверочный
расчет по напряжению изгиба

где Т –
крутящий момент, bw
– ширина венца зуба,

запас прочности
не >15%

σ_н
≤
|
σ_н
|₂
не >15%,
σ_F≤
|
σ_F|₂
не
>15%

Перегрузка зубьев
не >15%

Тепловой расчет

За счет передачи
движения посредствам скольжения,
передача может перегреваться, поэтому
на завершающем этапе конструирования
выполняют тепловой расчет передачи

и

где t_В=20⁰С,
р – мощность, ɳ — КПД, А – площадь
теплоотдающей поверхности мм³

,
kт
– коэффициент теплоотдачи, kт=17…40,

= 90⁰С…95⁰С
зависит от марки масла

Если

то:

1. Ребристый корпус
   (увеличение поверхности теплоотдачи)

2. принудительный
   обдув корпуса воздухом

3. принудительное
   охлаждение водой

Расчеты червяка

Т. к. червяк
обязательно проверяют на жесткость, то
минимальное значение допускаемого
коэффициента запаса прочности [S]=3.

Если [S]<3,
то:

1. поверхностное
   упрочнение (обдувка дробью, закалка,
   ТВЧ, ХТО)

2. изменение
   конструкции концентратора

3. увеличение диаметра

Зубчатые передачи — достоинства, недостатки, классификация.



В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большое – колесом. Термин «зубчатое колесо» относится как к шестерне, так к большому колесу.

При написании расчетных формул и указании параметров передачи шестерне присваивают индекс 1, колесу – индекс 2, например: d₁, d₂, n₁, n₂.

Зубчатые передачи являются самым распространенным видом механических передач, поскольку они могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 275 м/с. По этой причине они широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

***

Достоинства зубчатых передач

К достоинствам этого вида механических передач относятся:

• Высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей;
• Малые габариты;
• Большой ресурс;
• Высокий КПД;
• Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;
• Постоянство передаточного числа;
• Простота обслуживания;

***

Недостатки зубчатых передач

Как и любой другой вид механических передач, зубчатые передачи имеют ряд недостатков, к которым относятся:

• Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа;
• Шум при больших скоростях, обусловленный неточностями изготовления профиля и шага зубьев;
• Высокая жесткость, не дающая возможность компенсировать динамические нагрузки, что часто приводит к разрушению передачи или элементов конструкции (для примера – ременная или фрикционная передача при внезапных динамических нагрузках могут пробуксовывать).

***



Классификация зубчатых передач

Зубчатые передачи классифицируются по ряду конструктивных признаков и особенностей.

В зависимости от взаимного расположения осей, на которых размещены зубчатые колеса, различают передачи цилиндрические (при параллельных осях), конические (при пересекающихся осях) и винтовые (при перекрещивающихся осях).

Винтовые зубчатые передачи применяются ограниченно, поскольку имеют низкий КПД из-за повышенного скольжения в зацеплении и низкую нагрузочную способность. Тем не менее, они имеют и некоторые достоинства – высокую плавность хода и возможность выводить концы валов за пределы передачи в обе стороны.

На рисунке 1 представлены наиболее широко применяемые виды зубчатых передач:

          1 — цилиндрическая прямозубая передача;

          2 — цилиндрическая косозубая передача;

          3 — шевронная передача;

          4 — реечная передача;

          5 — цилиндрическая передача с внутренним зацеплением;

          6 — винтовая передача;

          7 — коническая прямозубая передача;

          8 — коническая косозубая передача;

          9 — коническая передача со спиралевидными зубьями;

         10 — гипоидная передача.

В зависимости от вида передаваемого движения различают зубчатые передачи, не преобразующие передаваемый вид движения и преобразующие передаваемый вид движения. К последним относятся реечные зубчатые передачи, в которых вращательное движение преобразуется в поступательное или наоборот. В таких передачах рейку можно рассматривать, как зубчатое колесо с бесконечно большим диаметром.

Среди перечисленных видов зубчатых передач наиболее распространены цилиндрические передачи, поскольку они наиболее просты в изготовлении и эксплуатации, надежны и имеют небольшие габариты.

В зависимости от расположения зубьев на ободе колес различают передачи прямозубые, косозубые, шевронные и с круговыми (спиральными) зубьями.

Шевронные зубчатые колеса можно условно сравнивать со спаренными косозубыми колесами, имеющими противоположный угол наклона зубьев. Такая конструкция позволяет избежать осевых усилий на валы и подшипники опор, неизбежно появляющихся в обычных косозубых передачах.

В зависимости от формы профиля зубьев различают эвольвентные зубчатые передачи и передачи с зацеплением Новикова.

Эвольвентное зацепление в зубчатых передачах, предложенное еще в 1760 году российским ученым Леонардом Эйлером, имеет наиболее широкое распространение.

В 1954 году в России М. Л. Новиков предложил принципиально новый тип зацеплений в зубчатых колесах, при котором профиль зуба очерчен дугами окружностей. Такое зацепление возможно лишь для косых зубьев и носит название по имени своего изобретателя — зацепление Новикова или профиль Новикова.

В принципе, возможно изготовление зубчатых передач и с другими формами зубьев – даже квадратными, треугольными или трапецеидальными. Но такие передачи имеют ряд существенных недостатков (непостоянство передаточного отношения, низкий КПД и т. д.), поэтому распространения не получили. В приборах и часовых механизмах иногда встречаются зубчатые передачи с циклоидальным зацеплением.

В зависимости от взаимного положения зубчатых колес передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением. Наиболее распространены передачи с внешним зацеплением.

В зависимости от конструктивного исполнения различают закрытые и открытые зубчатые передачи. В закрытых передачах колеса помещены в пыле- и влагонепроницаемые корпуса (картеры) и работают в масляных ваннах (зубчатое колесо погружают в масло до 1/3 радиуса).

В открытых передачах зубья колес работают всухую или при периодическом смазывании консистентной смазкой и не защищены от вредного воздействия внешней среды.

В зависимости от числа ступеней зубчатые передачи бывают одно- и многоступенчатые.

В зависимости от относительного характера движения осей зубчатых колес различают рядовые передачи, у которых оси неподвижны, и планетарные зубчатые передачи, у которых ось сателлита вращается относительно центральных осей.

***

Статьи по теме «Зубчатые передачи»:

• Классификация, достоинства и недостатки зубчатых передач
• Основы теории зубчатого зацепления
• Геометрические параметры эвольвентного зацепления
• Характер и причины отказов зубчатых передач
• Расчет на прочность зубчатых колес
• Материалы зубчатых колес
• Конструкции зубчатых колес и технология их изготовления
• Косозубые и шевронные передачи
• Конические зубчатые передачи
• Червячная передача
• Силы и напряжения в червячной передаче
• Расчет и конструирование червячных передач
• Планетарные зубчатые передачи
• Волновые зубчатые передачи
• Передача Новикова
• Редукторы — назначение, классификация и маркировка
• Характеристика редукторов и их смазка
• Валы и оси механизмов и машин
• Подшипники



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики




• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Преимущества и недостатки червячных и конических зубчатых передач

Конический редуктор, червячный редуктор

• 26 сентября 2022 г.
• Сообщение от

  сантрам

20

июль

Червячный редуктор

Червячный редуктор используется в устройствах, где важны большие передаточные числа, крутящий момент и торможение. Одним из главных достоинств червячных приводов является то, что они достигают высоких пропорций за одно уменьшение и способны справляться с ударными нагрузками с меньшим уровнем шума.

Одна из предпочтительных точек зрения, которая делает червячные передачи привлекательными по сравнению с другими редукторами, заключается в том, что они имеют относительно небольшое количество движущихся частей с высокими передаточными отношениями, по существу, два вала, , т.е. , входной и выходной, которые опираются на четыре подшипника.

Плюсы:

• Простота поддержки
• Низкие шумовые характеристики
• Обрабатывает расширительные переходы
• Большая ударная нагрузка
• Верхний тепловой предел

Минусы:

• Средняя эффективность
• Большая упаковка в дизайне
• Относительно дорогое изготовление

Коническая шестерня

Коническая шестерня используется, когда необходимо заменить подшипник вращения вала. Конические шестерни обычно устанавливаются на валах под углом 90 градусов друг к другу. Тем не менее, он может быть предназначен для работы и под разными углами. Зубья могут быть спиральными, прямыми или гипоидными, на конических передачах.

Зубья прямого конического зубчатого колеса и прямозубого прямозубого цилиндрического зубчатого колеса имеют одну и ту же проблему: при втягивании каждый зуб одновременно ударяет по соответствующему зубу.

Плюсы:

• С помощью этой шестерни можно изменить рабочий угол.
• Различное количество зубьев на каждом колесе позволяет изменить механическое преимущество.
• Увеличивая или уменьшая пропорцию зубьев между ведущим и ведомым колесами, можно изменить пропорцию оборотов между ними, подразумевая, что привод вращения и крутящий момент второго колеса могут быть изменены по отношению к первому с увеличением скорости и уменьшение крутящего момента или уменьшение скорости и увеличение крутящего момента.

Минусы:

• Одно колесо такой передачи предназначено для работы с соответствующим колесом и ни с каким другим.
• Должен быть однозначно смонтирован.
• Подшипники валов должны быть снабжены поддерживающей силой.

Применение конических зубчатых колес

• Конические зубчатые колеса в основном используются в судостроении, энергетике, цементных установках, локомотивах, металлургическом секторе, оборонном секторе и т. д.
• Когда скорость и нагрузка малы, передача мощности и движения между двумя валами осуществляется с помощью конических шестерен.
• В различных автомобильных устройствах, таких как приводы дифференциалов транспортных средств, используются гипоидные конические шестерни.
• Для ключевого механизма ручной дрели используются конические шестерни.
• Спиральные конические шестерни используются в швейных машинах.

Related Posts

Плюсы и минусы червячной и конической шестерни

Червячная передача используется в тех случаях, когда важны большие передаточные числа, крутящий момент и торможение. Одним из главных достоинств червячных приводов является то, что они достигают высоких пропорций за одно уменьшение и способны справляться с ударными нагрузками с меньшим уровнем шума.

Одна из предпочтительных точек зрения, которая делает червячные передачи привлекательными по сравнению с другими редукторами, заключается в том, что они имеют относительно мало движущихся частей с высокими передаточными отношениями, по существу, два вала, т.е. входной и выходной, которые опираются на четыре подшипника.

Простота поддержки

Низкий уровень шума

Выдерживает большие переходы

Высокая ударопрочность

Высокий температурный предел

Умеренная эффективность

Большая упаковка

Относительно дорогое производство

Коническое зубчатое колесо

Коническое зубчатое колесо используется, когда необходимо заменить подшипник вращения вала. Конические шестерни обычно устанавливаются на валах под углом 90 градусов друг к другу. Тем не менее, он может быть предназначен для работы и под разными углами.

Зубья могут быть спиральными, прямыми или гипоидными, на конических передачах. Зубья прямого конического зубчатого колеса и прямозубого прямозубого зубчатого колеса имеют одну и ту же проблему: когда каждый зуб втягивается, он одновременно воздействует на соответствующий зуб.

С помощью этой передачи можно изменить рабочий угол.

Количество зубьев на каждом колесе разное, что позволяет изменить механическое преимущество. Увеличивая или уменьшая пропорцию зубьев между ведущим и ведомым колесами, можно изменить пропорцию оборотов между ними, подразумевая, что привод вращения и крутящий момент второго колеса могут быть изменены по отношению к первому с увеличением скорости и крутящего момента. уменьшается или скорость уменьшается, а крутящий момент увеличивается.

Одно колесо такой передачи предназначено для работы с соответствующим колесом и ни с каким другим.

Должен быть однозначно установлен.