Конические прямозубые передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении.

Конические зубчатые колёса применяют в передачах, оси валов которых пересекаются под некоторым межосевым углом . Обычно

Применяют во всех отраслях машиностроения, где по условиям компоновки машины необходимо передать движение между пересекающимися осями валов. Конические передачи сложнее цилиндрических, требуют периодической регулировки. Для нарезания зубчатых конических колес необходим специальный инструмент. В сравнении с цилиндрическими конические передачи имеют большую массу и габарит, сложнее в монтаже. Кроме того, одно из конических колёс, как правило шестерня, располагается консольно. При этом, вследствие повышенной деформации консольного вала, увеличиваются неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца и шум.

основные геометрические размеры определяют в зависимости от модуля и числа зубьев. Высота и толщина зубьев конических колёс постепенно уменьшается по мере приближения к вершине конуса. Соответственно изменяются шаг, модуль и делительные диаметры, которых может быть бесчисленное множество. Основные геометрические размеры имеют обозначения, принятые для прямозубых конических передач рис. 2.3.18.

Внешний диаметр :

(2.3.45)

где - максимальный модуль зубьев – внешний окружной модуль, полученный по внешнему торцу колеса. Внешнее конусное расстояние

(2.3.46)

Среднее конусное расстояние (2.3.47), где b – ширина зубчатого венца колеса

(2.3.48)

- коэффициент ширины зубчатого венца относительно внешнего конусного расстояния.
- углы делительных конусов;
Средний модуль

(2.3.49)

Средние делительные диаметры:

(2.3.50)

(2.3.51)

В соответствии с исходным контуром прямозубых конических колёс радиальный зазор c=0,2 , тогда внешняя высота головки зуба (2.3.52)и внешняя высота ножки зуба (2.3.53). Внешние диаметры вершин зубьев

(2.3.54) (2.3.55)

Угол ножки зуба (2.3.56).
Угол головки зуба ; (2.3.57)

Силы в зацеплении определяют по размерам в среднем сечении зуба шестерни. На шестерню конической прямозубой передачи действуют три силы рис.2.3.19:
окружная (2.3.58),
радиальная (2.3.59),осевая (2.3.60).

Для колеса направление сил противоположно, при этом:

; ; Направление окружных сил F, как и в цилиндрической передаче зависит от направления вращения колёс. Осевые силы всегда направлены от вершин конусов, радиальные - к осям вращения колёс. Конические передачи с круговыми зубьями получили преимущественное применение. По сравнению с коническими прямозубыми они менее чувствительны к нарушению точности взаимного расположения колёс, их изготовление проще. Недостаток передач с круговыми зубьями – изменение величины и знака осевых сил при реверсе. Ось кругового зуба – это дуга окружности соответствующего диаметра резцовой головки. Нарезание зубьев резцовой головки обеспечивает высокую производительность и низкую стоимость колёс. Угол наклона кругового зуба переменный. За расчётный принимают угол на окружности среднего диаметра колеса, обычно Значение выбирают исходя из обеспечения плавности зацепления.

58. Передача винт-гайка ­­-- принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения, разновидности передач. КПД передачи. Виды разрушения передачи. Материалы винтовой пары.

Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное движение рис.2.4.1. При этом как винт, так и гайка могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения одновременно.

Применяют поднятия грузов (домкраты), создание больших усилий до 1000 кН при малых перемещениях (прессы, нажимные устройства, тиски и т.п.) и получения точных перемещений (ходовые винты станков, измерительные приборы, делительные и регулировочные устройства).

5.2 Достоинства передачи винт-гайка.

1. Большой выигрыш в силе;
2. Возможность получения медленного движения с высокой точностью перемещения; компактность при высокой нагрузочной способности;
3. Простота конструкции и изготовления;
4. Плавность и бесшумность;
5. Высокая надежность.

5.3 Недостатки передачи винт-гайка

1. Повышенный износ резьбы, вызываемый большим трением;
2. Низкий КПД.

5.4. Конструкция передач

Различные два типа передач винт-гайка:
- передачи с трением скольжения рис.2.4.2.а,
- передачи с трением качения

5.5 Разновидности винтов передачи

В зависимости от назначения передачи винты бывают:
1) Грузовые. Применяются для создания больших осевых сил. Такие винты, если они работают при знакопеременной нагрузке, имеют трапецеидальную резьбу, при большой односторонней нагрузке – упорную. В домкратах для большого выигрыша в силе и обеспечения самоторможения применяют однозаходную резьбу с малым углом подъема. Гайки грузовых винтов изготавливают цельными рис.2.4.3.

2) Ходовые. Применяют для перемещений в механизмах подачи. Для уменьшения трения в ходовых винтах применяют трапецеидальную многозаходную резьбу. Из-за повышенного износа резьбы гайки ходовых винтов изготавливают разъемными рис. 2.4.4. Появляющийся зазор в резьбе регулируют с помощью набора металлических прокладок.

3) Установочные. Применяют для точных перемещений и регулировок. Установочные винты имеют метрическую резьбу. В механизмах точных перемещениях важно малое трение и отсутствие зазора в резьбе. Для обеспечения безлюфтового перемещения гайки делают сдвоенными рис. 2.4.5

Материалы винта и гайки должны иметь низкий коэффициент трения и повышенное сопротивление износу. Выбор марки материала зависит от назначения передачи и условий работы. Для уменьшения потерь на трение подбирают пару сталь – бронза. Винты передач без термообработки изготовляют из сталей 45, 50 и др., в ответственных передачах – из сталей 40Х, 40ХГ, 65Г и др., с закалкой винтов до твёрдости более 50HRC, с последующим шлифованием резьбы. Гайки ответственных передач (высокие окружные скорости – v = 6…15 м/мин и нагрузки) изготовляют из оловянных бронз Бр010Ф1, Бр06Ц6С3 и др., а при работе с большим перерывом, а также при малых нагрузках и скоростях – из антифрикционного чугуна марок АЧВ-1, АЧС-3, АЧК-2, или серого чугуна марок СЧ15, СЧ20.