Вопрос. Конические зубчатые передачи, их оценка по сравнению с цилиндрическими передачами. Геометрические параметры.

Конические зубчатые колеса применяются в передачах, у которых оси пересекаются под некоторым углом. Наиболее распространенные передачи с углом 90 градусов.

Кроме допусков на размеры нужны допуски на углы (Σ, δ1 и δ2) Конические передачи сложнее цилиндрических в изготовлении и в монтаже. Для нарезания зубьев требуются специальные станки и инструменты.. Пересечение осей валов затрудняет размещение опор.

Геометрические параметры.

 

 

δ1 и δ2 – углы конусов,

Re и Rm - внешнее и среднее конусные расстояния,

b – Ширина зубчатого венца,

de и dm – внешнее и среднее конусные диаметры

 

Вопрос. Силы в зацеплении прямозубой конической передачи.

В зацеплении действуют три силы: окружная Ft, радиальная Fr и осевая Fa. Сила Fn действует по нормали к зубу. Для шестерни

формулы запишутся:

Ft= 2T₁/dm₁

Fn = Ft /cosa;

F ¢ r = Ft × tq a;

Fr = F ¢ r ×cosd1= Ft × tq a ×cosd1;

Fa = F ¢ r ×sind1= Ft × tq a ×sind1.

Для колеса направление сил противоположное.

Вопрос. Приведение конического зубчатого колеса к эвольвентному цилиндрическому колесу. Чем отличается расчетные формулы для напряжений в конических передачах по сравнению с цилиндрическими передачами.

См стр 50 – 50

Вопрос. Какие формы непрямых зубьев применяются в конических передачах.

Наибольшее распространение получили колеса с косыми или тангенциальными зубьями и колеса с круговыми зубьями.

Тангенциальный зуб направлен по Круговой зуб располагается по дуге

касательной к некоторой воображаемой окружности «а», по которой движется

окружности радиусом «е» и составляет с инструмент при нарезании зубьев. Угол

образующей конуса угол βп. наклона зуба переменный.

Вопрос. Какие потери определяют КПД зубчатой передачи.

КПД зубчатой передачи η= P2/ P1= 1- (Р1-Р2)/Р2=1- Рr/2 <1;;

где Р1 и Р2 – мощности на входе и на выходе; Рr – мощность, потерянная в передаче. Рr=Pз+Pп+Рг.

Рз,Рп,Рг – мощности, потерянные на трение в зацепление, трение в подшипниках, разбрызгивание и перемешивание масла. Ψп=Рп/Р1 – коэффициент пореть в подшипниках; Ψг=Рг/Р1 – коэффициент гидравлических потерь.

η= 1- (Ψз+ Ψп+ Ψг). Потери в зацеплении составляют обычно главную часть потерь передачи. Значение Ψз можно записать так Ψз= 2,3f(1/z1 ±1/z2/), где f – коэффициент трения в зацеплении, «+» - для наружного, «-» - для внутреннего зацепления.

 

Вопрос. Какие материалы и виды термообработки применяют для повышения прочности и долговечности зубчатых передач. От каких характеристик зависят в основном выносливость и допускаемые контактные напряжения в зубчатых передачах.

При выборе материалов для зубчатых колес необходимо обеспечить прочность зубьев на изгиб, стойкость поверхностных слоев и сопротивление заеданиям. Основными материалами служат, термически обрабатываемые стали, такие как сталь 45, сталь 40Х, сталь 40ХН, сталь 20Х и др. В зависимости от твердости (или термообработки) все стальные зубчатые колеса делятся на две основные группы:

1). твердостью до 350 НВ (37 HRC) – позволяет производить чистовое нарезание зубьев после термообработки.(НОРМАЛИЗОВАННЫЕ И УЛУЧШЕННЫЕ).При этом можно получить высокую точность без применения дорогих отделочных операций (шлифовка, притирки и др.)При твердости менее 350 НВ обеспечили ему широкое распространение в условиях единичного и мелкосерийного производства.

 твердостью более 350 HB. материалов из-за высокой твердости использует

единицы Роквелла – HRC. Специальные виды термообработки (объемная закалка, закалка т.в.ч, цементация, азотирование и др) НRC до 50…60 (≤ 500…650 HB). Позволяет увеличить контактное напряжение до 2х раз и нагрузочную способность до 4х раз. Возрастает так же износостойкость и стойкость против заедания.

Виды термической обработки: 1). Объемная закалка;2). Поверхностная закалка (токами высокой частоты т.в.ч); 3).Цементация; 4).Нитроцементация; 5). Азотирование.

Пределом выносливости называется наибольшее напряжение, при котором материал в состоянии выдержать неограниченно большое число циклов.(σН0)

Допускаемые контактные напряжения вычисляют по формуле:

[σН] = (σН0/SH)·KHL,где σН0– предел контактной выносливости, МПа; SH– коэффициент безопасности; KHL– коэффициент долговечности. Значения предела контактной выносливости σН0 определяют по кривой усталости.