Конические зубчатые передачи. Силы в зацеплении. Достоинства и недостатки.

Используются для передачи движения между пересекающимися осями. Угол пересечения может быть любой. При угле 90 градусов - ортогональная передача

R_e – внешнее конусное расстояние

d_m1, d_m2 – средние диаметры колеса

d_e1, d_e2 – наружные диаметры колеса

b – ширина колес

По нормам к рабочей поверхности зуба шестерни действует сила F_n которая раскладывается на F_t и F’_r, F’_r можно разложить на F_a и F_r

Силы на колесе по величине равны:

F_t2 = F_t1

F_r2=F_a1

F_r1=F_a2

В конических передачах возникающие осевые силы соизмеримы с окружными. Поэтому необходимо применять специальные опоры, причем требуется регулировка передачи так, чтобы вершины делительных корпусов находились в одной точке (т.к. при этом будет чистое обматывание делительных корпусов).

Недостатки

1. трудность изготовления и меньшая точность

2. наличие осевых сил, вынуждающих применять специальные опоры

3. необходима регулировка

4. консольное закрепление шестерни либо колеса

т.к. конические колеса имеют зуб косого сечения, то модуль может быть любым, но из технологических соображений модуль на внешнем дополнительном корпусе берется по стандарту

расчет конической передачи ведется по среднему диаметру d_m

Шевронная цилиндрическая передача

Шевронное колесо представляет собой сдвоенное косозубое колесо, выполненное как одно целое.

Fa/2 взаимно уравновешиваются и на подшипник не передаются. Угол β=25…40^о, что повышает прочность зубьев и плавность работы. Их изготовляют с дорожкой «a» для выхода режущего инструмента (фрезы) или без дорожки (нарезаются долбяком).

Недостаток: высокая стоимость изготовления.

 

Расчет аналогичен косозубой передаче.

 

 

Планетарные передачи. Достоинства и недостатки. Силы в зацеплении. Определение чисел зубьев.

Планетарным называют механизм состоящий из зубчатых колес, в котором геометрическая ось хотя бы одного из колес подвижна (это колесо-сателлит).

b – эпицикл

g – 3 сателита

h – водило

u – центральное колесо

 

Простейшая планетарная передача состоит:

1) Z_a, Z_b-центральные колеса с внешним и внутренним зацеплением

2) Z_g – сателлит с внешними зубьями (n_w=3)

3) h – водило

При закрепленном Z_b ω_b=0

Вращение колеса Z со скоростью ω_a вызывает вращение сателлита Z_g относительно собственной оси (ω_g)

Обкатывание Z_g по Z_b перемещает ось и водило h (ω_h)

Сателлит совершает движение относ водила ω_gⁿ₌ ωg –ω_n

И вместе с водилом (переносное движение) напоминает движение планет

Основными звеньями называются такие, которые воспринимают внешние моменты, т.е. a,h,b,т.е. 2 центральных колеса (2K) и водило (h): 2k-h

Внешние моменты: T_a – момент на входном валу; T_h – момент на выходном валу; T_b – на колесе b.

 

Достоинства планетарных передач:

1) большие кинематические возможности

а) можно получить большие передаточные отношения малым числом колес (4 колеса àU до 10000)

б) возможно использование в качестве дифференциалов в коробках передач (при всех свободных звеньях)

2) компактность передачи (выигрыш в массе от 2 до 4 раз) вследствие передачи мощности по нескольким потокам

Недостатки:

1) требуется более высокая точность изг-ия

2) нарезание колес с внутренними зубьями (более сложно)

3) требуется большее количество подшипников (на каждом сателлите по 2 подшипника)

Силы в зацеплении (справа – из условий равновесия сателлита)

где n_w –число сателитов.

K_c – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между сателлитами (K_c=1,1…1,2 с самоустанавливающимися колесами и 1,2,…2 с несамоустанавливающимися колесами). Радиальные и осевые силы при известной окружной определяют так же, как и в простых передачах.

 

Число зубьев вычисляют из условий: