Конических зубчатых передач виды: Конические зубчатые передачи. Классификация, термины, определения

Содержание

ГОСТ, параметры, виды, типы, расчет

Основу конструкции любого механизма составляют элементы, призванные передать механическое усилие от двигателя на рабочий орган. В зависимости от принципа действия принято различать несколько видов таких передач: клиноременные, фрикционные или червячные. Но самое широкое распространение в технике получили зубчатые передачи.

Такие механизмы в простейшем случае использующие сопрягаемую пару, включающую ведущую шестерню и колесо зубчатое. Благодаря зубчатой форме поверхности эти элементы входят в зацепление между собой и за счет этого передают вращение с одного вала на другой. Кроме возможности передать механическую мощность, такая передача способна обеспечить изменение скорости вращения выходного вала, относительно входного. Благодаря таким свойствам, практически в каждом промышленном механическом устройстве встречается редуктор, понижающий скорость вращения или мультипликатор, наоборот увеличивающий ее. В более сложных механизмах, так называемых коробках передач, группа зубчатых колес способна выполнить ступенчатое изменение скорости.

Зубчатое колесо

Зубчатое колесо

Широкое распространение зубчатые передачи получили благодаря высокой надежности и способности передавать момент в большом диапазоне нагрузок и скоростей вращения. При этом конструкция таких механизмов отличается относительной простотой и компактностью. Зубчатые передачи не предъявляют высоких требований к обслуживанию и характеризуются длительным сроком службы.

Наряду с очевидными достоинствами, этим механизмам присущ и ряд недостатков. В отличие от других типов передач, они более сложны в изготовлении, требуют более высокой точности обработки и применения специализированного обрабатывающего оборудования. Выбор материалов для зубчатых колес должен обеспечить сопротивляемость значительным механическим усилиям. Высокая жесткость, реализуемая зубчатой передачей, способствует минимизации потерь при передаче механической энергии. КПД таких механизмов приближаются к абсолютным значениям. Но при этом конструкция не позволяет преодолевать большие значения динамической нагрузки, что часто приводит к разрушению механизма. Еще одним негативным явлением, возникающим в процессе работы зубчатой пары, становится шум. Его уровень напрямую связан частотой вращения механизма и зависит от качества изготовления колес.

Виды зубчатых колес

Само название зубчатой передачи отражает ее конструкцию. В простейшем случае в состав такого механизма входят два вращающихся диска, на боковой поверхности, которых выполнены зубья. В процессе работы эти зубья зацепляются между собой. Колесо, связанное с источником вращающего момента, увлекает за собой второе. В итоге ведомый вал начинает вращаться.

В зависимости от направления передачи энергии используются разные обозначения зубчатых колес. Элемент, к которому присоединен вал двигателя, называется ведущим зубчатым колесом. В понижающих передачах оно характеризуется небольшим диаметром и малым числом зубьев. В технической литературе этот элемент часто называют шестерней. Сопрягаемое с ней колесо большого диаметра с большим числом зубьев называется ведомым. Вал этого колеса используется для передачи мощности на рабочий орган исполнительного механизма. Более сложные виды передач используют большее количество зубчатых колес. Например, такие устройства используются для реализации возможности отбора мощности от одного вала на несколько устройств или переключения скоростей вращения.

Виды зубчатых колес

Высокие технические характеристики передачи и различные направления применения привели к созданию большого числа вариантов зубчатых колес. Наиболее простыми и распространенными из них являются цилиндрические прямозубые колеса. Зуб такой детали расположен на боковой поверхности колеса, параллельно оси. Второе колесо механической передачи имеет аналогичную геометрию. Оси обеих колес должны располагаться параллельно, на строго заданном расстоянии. Высокая технологичность изготовления этого типа деталей способствует массовому применению прямозубых  передач в различных отраслях промышленности.

Из недостатков следует отметить только невысокий предельный момент.  В сложных условиях работы используют другие виды зубчатых колес. Благодаря изменению геометрии зацепления, такие передачи обладают улучшенными свойствами. Например, для передач повышенной мощности проектируют косозубые колеса. В них ось зуба расположена под углом к оси вращения, за счет чего достигается большая зона контакта сопрягаемых деталей. В механизмах, характеризующихся сверхтяжелыми нагрузками, применяют шевронные модели. Зацепление в такой передаче выполняется на основе V-образных зубьев, чем обеспечивается оптимальное распределение нагрузки. Еще один вид зуба, называемый, круговым или криволинейным, выполняется в виде дуги. Он обеспечивает улучшенные механические характеристики, но достаточно трудоемок в изготовлении, поэтому большого распространения не получил.

Профиль или поперечное сечение зуба в механических передачах может быть практически любым. Встречаются варианты с треугольным, трапециевидным, прямоугольным или круглым профилем. Всем им, несмотря на простоту изготовления, свойственны недостатки, связанные с неравномерностью зацепления. Поэтому, в современных механических передачах, профиль чаще всего выполняется эвольвентным. Он представляет собой сложную кривую, обеспечивающую постоянное качество зацепления, вне зависимости от углового положения отдельных деталей и как следствие постоянство передаточного отношения.  Такой профиль показывает оптимальные характеристики и относительно прост в изготовлении.

Кроме вида и профиля зуба, принято выделять и место его расположения. В зависимости от назначения, элементы зацепления могут быть расположены на внешней или внутренней части колеса. Также встречаются колеса   с расположением зацепляющихся элементов со стороны торцевой части. Подобные шестерни называют корончатыми. Область их применения достаточно узка, поэтому встречаются они сравнительно редко. Гораздо более широкое применение получили передачи конического типа. Элементы зацепления в таких механизмах выполнены на поверхности усеченного конуса. Результирующее расположение конических шестерен подразумевает разное положение их осей в пространстве.

Еще один вид зубчатой передачи применяется в механизмах, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное. Общее название таких устройств — рейка-шестерня.

Ведущий элемент такой передачи выполнен в виде обычного зубчатого колеса. Ведомая деталь представляет собой рейку, с нанесенными на одной из граней, зубьями. Вращение шестерни приводит к продольному перемещению рейки. Подобные передачи широко распространены в станочном оборудовании.

С зубчатыми колесами часто сравнивают звездочки цепных передач. Схожая форма деталей приводит к путанице. На самом деле цепная передача имеет иной принцип действия, а конструкция звездочки рассчитывается по собственным формулам.

Редкие модели

В общем случае считается, что зубчатое колесо должно иметь цилиндрическую форму. Но встречаются модели и некруглого типа. Главной их особенностью является переменное передаточное отношение, зависящее от угла поворота детали. Сегодня разработаны модели треугольной и квадратной формы, а также эллиптические шестерни. При постоянном вращении ведущего вала эти модели обеспечивают неравномерную скорость выходного. Высокая сложность изготовления и ограниченная область применения не дали подобным конструкциям широкого распространения. Тем не менее, сегодня встречаются отдельные устройства, в составе которых можно встретить некруглые шестерни. Примером могут служить редукторы некоторых насосов или специфические измерительные приборы.

Некруглая шестерня

Конструкция зубчатого колеса

Несмотря на кажущуюся простоту, в технике принято выделять несколько отдельных частей зубчатого колеса. Как и любое другое колесо, зубчатый вариант в своей основе имеет диск необходимого диаметра. Основной частью является обод, на боковой или торцевой поверхности которого выполнены зубья. Все вместе они образуют так называемый венец зубчатого колеса. Геометрия зубьев различна у разных типов зубчатой передачи. Сам зуб условно разбивается на несколько частей. Наружная часть называется вершиной. Прилегающие к ней боковые поверхности носят название головки зуба. Внутренняя часть именуется ножкой зуба. Две соседние ножки образуют впадину зубчатого колеса.

Для крепления на валу механизма в центре диска изготавливается ступица со сквозным отверстием. Форма отверстия зависит от геометрии сечения вала и может быть цилиндрической, квадратной или многоугольной. При использовании цилиндрических валов, в ступице обычно выполняют шпоночный паз.

С целью уменьшения веса толщина диска колеса выполняется обычно меньше, чем толщина ступицы или обода. Также для этого в теле диска могут присутствовать окна разнообразной формы.

Параметры зубчатого колеса

Основные параметры

Для обеспечения подвижности и работоспособности, конструкция отдельных деталей механической передачи должна быть согласована по размерам и геометрии. Для этого при описании подобных устройств принято использовать систему специальных параметров. В их число входят геометрические, массогабаритные и прочностные величины, закрепленные стандартами. Применение стандартных параметров позволяет сравнительно просто производить расчет унифицированных зубчатых передач и обеспечивает гарантированное сопряжение всех изделий между собой. Естественно, что для разных видов, параметры будут несколько отличаться. Далее рассматриваются термины, связанные с конструкцией эвольвентного цилиндрического колеса. Эти параметры, в своем большинстве, описывают основные характеристики и других вариантов колес.

В основе сечения зуба большинства шестерен лежит эвольвентный профиль, который  получается на основе одноименной кривой. Его применение легко стандартизируется,  характеризуется высокой технологичностью изготовления и низкими требованиями к качеству сборки механизма. Основными параметры эвольвентного зубчатого колеса  считаются модуль зацепления и количество зубьев зубчатого колеса. При одном и том же наружном диаметре деталей значения этих величин могут существенно отличаться в разных вариантах конструкции.

Число зубьев определяет коэффициент передачи и геометрические размеры зубьев. На ведущем колесе редуктора оно выполняется меньшим, чем на ведомом. В итоге один нормальный оборот ведущей шестерни приводит к повороту ведомого колеса только на определенный угол. Отношение числа зубьев двух колес  дает значение передаточного коэффициента. Размеры зубьев определяются как отношение их количества к длине окружности колеса. С целью упрощения расчетов и гарантированного обеспечения зацепления между разными колесами, предусмотрен дополнительный параметр, называемый модулем зацепления. Любые шестерни с одинаковым модулем обеспечивают взаимодействие между собой и могут использоваться для построения механизмов, без дополнительной обработки.

Сумма ширины зуба и впадины совместно дают шаг зубчатого колеса. Учитывая неравномерность профиля по радиусу и зависимость длины дуги от диаметра, в каждом колесе можно определить бесконечное число значений этого параметра. С целью стандартизации принято рассматривать шаг по делительной окружности, называемый так же окружным шагом. Отношение этого шага к числу пи дает модуль зацепления. В некоторых случаях для описания шестерен используют угловой шаг,  измеряемый в градусах. Стандартами предусмотрены и несколько других угловых величин. Например, для упрощения настройки оборудования при изготовлении колес рассматривают угловую ширину зуба и угловую ширину впадины. Определяются они также на основе делительной окружности.

Диаметры окружностей

Рассмотрение геометрии зубчатых пар невозможно без определения диаметров. На каждой детали их выделяется несколько. Широкое распространение имеет диаметр окружности по выступам, иногда называемый диаметром вершин. Он определяет максимальные габариты диска колеса. Его противоположностью считается диаметр окружности впадин. Разность этих величин, поделенная пополам, дает полную длину зуба. Но этот параметр в чистом виде не используется. При расчетах принято выделять высоту головки и ножки зуба. Граница, отделяющая два этих понятия, называется делительной окружностью зубчатого колеса. Диаметр данной окружности выполняет функцию опорного параметра при выполнении расчетов геометрии, так как именно по ней определяется окружной шаг и модуль зацепления. Еще один диаметральный параметр, называемый основной окружностью, описывает теоретическую кривую, которая является базой при построении эвольвенты. Диаметр основной окружности используется для построения конкретного профиля зуба.

Диаметр окружностей зубчатого колесаДиаметр окружностей зубчатого колеса

Модуль зубчатого колеса

Универсальным понятием, позволяющим определить геометрические параметры деталей, выступает модуль зубчатой передачи. Его значение равно длине дуги в миллиметрах, приходящейся на один зуб колеса.  Конкретное значение определяется по делительной окружности. Ее численно подбирают таким образом, что бы значение модуля совпадало с одним из общепринятых значений, найти которые можно  в специальной литературе. В отечественной практике стандартные модули зубчатых колес нормированы в ГОСТ 9563-60. При проектировании шестерен обычно задаются значением этого параметра, а от него легко рассчитают все множество других.  Исходными данными для определения требуемого модуля зубчатого колеса выступают расчеты прочности, призванные обеспечить требуемую мощность механической передачи.

Скачать ГОСТ 9563-60

Модуль зубчатого колеса связан с целым набором производных параметров. Используя несложные формулы расчета и значение необходимого числа зубьев, можно получить окружной шаг, диаметры верши и впадин, толщину зуба и ширину впадины по делительной окружности.

В зарубежной литературе аналогом отечественного модуля выступает питч. По своей сути это обратная к модулю зацепления величина, приведенная к дюймовой системе измерений. Аналогично для питчей разработаны специальные таблицы, содержащие нормированные значения параметра.

Расчет параметров

Расчет параметров зубчатых колес выполняют комплексно, для всей передачи. Необходимость расчета отдельного колеса возникает только в процессе ремонта оборудования с неизвестными данными. Расчет начинают с определения требуемого числа зубьев и модуля зацепления. Для того чтобы узнать значение модуля, предварительно проводят расчеты на прочность,  исходя из срока службы и выбранного материала будущего механизма. Также на этом этапе рассчитывают межосевое расстояние между колесами. На основе полученных данных выносливости зубьев вычисляется минимально допустимая величина модуля зацепления. Конкретное его значение выбирается на основе таблиц, приведенных в справочной литературе. Далее, используя требуемое передаточное отношение, производится вычисление числа зубьев на сопрягаемых колесах.

Расчет параметров зубчатого колесаРасчет параметров зубчатого колеса

При известном модуле зацепления и количестве зубьев шестерни и колеса, доступно произвести вычисление геометрических размеров отдельных деталей. Основные диаметры и профиль зуба передачи рассчитываются с использованием несложных арифметических действий.  Сложные операции потребуются только для ограниченного числа параметров. Для цилиндрического прямозубого колеса тригонометрические функции содержат только формулы расчета делительного диаметра. При проектировании других типов зубчатых колес, используют тот же математический аппарат, что и для прямозубых, но с добавлением расчетов, учитывающих иную геометрию деталей. Результаты расчетов используют для построения чертежей будущих шестерен, а также при вычислении параметров редукторов.

Заключительным этапом расчета зубчатой передачи становится окончательная проверка механизма на прочность. Если результаты этих вычислений укладываются в принятые нормативы, то полученные значения величин можно использовать для изготовления готового механизма. В противном случае может потребоваться выполнить новый расчет, изменив исходные данные, например, увеличить геометрические размеры, либо поменять тип зубчатой передачи или количество ступеней редуктора.

Применение

Высокие свойства зубчатых передач нашли отражение в широком спектре применений. Во многих промышленных механизмах используются редукторы, призванные понизить  число оборотов вращения вала двигателя, для передачи на технологическое оборудование. Помимо изменения скорости, такое устройство также увеличивает механический момент. В итоге маломощный двигатель с большой скоростью вращения, способен приводить в движение медленный и тяжелый механизм.

С целью уменьшения габаритов редуктора его часто выполняют многоступенчатым. Большое количество зубчатых колес входят в последовательное зацепление между собой, обеспечивая высокое передаточное число. Классическим примером подобного устройства являются обычные механические часы. Благодаря множеству специально подобранных передач, скорости движения секундной, минутной и часовой стрелок отличаются друг от друга ровно в 60 раз.

Зубчатые передачи позволяют реализовать и функцию регулирования скорости. Для этого применяются сменные комплекты колес, имеющих одинаковое межосевое расстояние и разное передаточное отношение.

Меняя один комплект на другой, можно получить разные скорости выходного вала. Этот принцип действия лег в основу коробок переключения передач, широко используемых в автомобилестроении, станкостроении и других отраслях.

Обычное зубчатое колесо допускает применение и для повышения скорости выходного вала относительно входного. В общем случае для этого достаточно развернуть редуктор или поменять местами точки подключения двигателя и конечного механизма.  Называется подобное устройство мультипликатор. Из особенностей его применения необходимо учитывать запас по мощности двигателя, сопоставимый с передаточным числом механизма.

Зубчатые колеса используются также  для изменения направления движения. Две цилиндрические шестерни с одинаковым числом зубьев реализуют функцию смены направления вращения вала. Передачи конической или корончатой конструкции используются в случае необходимости смены положения оси в пространстве. Ведущая и ведомая шестерни в таких механизмах развернуты друг относительно друга на какой-либо угол, значение которого может достигать 90 градусов. При этом передаточное отношение часто равно единице, что обеспечивает одинаковые скорости валов.

Применение зубчатого колесаПрименение зубчатого колеса

Наряду с простыми вариантами передач, содержащих зубчатые колеса, разработаны несколько специальных моделей. С целью снижения материалоемкости, в механизмах с ограниченным углом поворота, используют только часть зубчатого колеса. Такой сектор, обладая всеми основными свойствами зубчатого зацепления, отличается более низкой  массой и стоимостью.

Еще один вариант, называемый планетарной передачей, также характеризуется малым весом и габаритами. При этом устройство обеспечивает высокое значение передаточного числа и пониженный уровень шума в процессе работы. Конструктивно такая передача состоит из нескольких шестерен, имеющих разную степень свободы. За счет этого механизм может не только передавать вращение, но и складывать или выделять угловые скорости разных валов, находящихся на одной оси. Сегодня разработано большое число вариантов планетарных передач,  отличающихся типом и взаимным расположением зубчатых колес. Планетарные передачи широко применяются в автомобильной и авиационной технике, тяжелом металлорежущем оборудовании. Среди недостатков, сдерживающих распространение передач данного типа, следует отметить низкий КПД и высокие конструктивные требования к точности изготовления отдельных деталей.

ГОСТ 1758-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые конические…


ГОСТ 1758-81
(СТ СЭВ 186-75,
СТ СЭВ 1161-78)

Группа Г15

Основные нормы взаимозаменяемости

ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ КОНИЧЕСКИЕ И ГИПОИДНЫЕ

Допуски

Basic norms of interchangeability. Bevel and hypoid gears. Tolerances

Дата введения 1982-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 июня 1981 г. N 3000 срок введения установлен с 01.01.82

ВЗАМЕН ГОСТ 1758-56

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 1987 г.



Настоящий стандарт распространяется на конические и гипоидные зубчатые передачи и пары (без корпуса) внешнего зацепления с прямыми, тангенциальными и криволинейными зубьями со средним делительным диаметром зубчатых колес до 4000 мм, средним нормальным модулем от 1 до 55 мм с прямолинейным профилем исходного контура и номинальным углом его профиля 20° (для зубчатых колес гипоидных передач за номинальный угол профиля принимается среднее арифметическое значение углов профиля на противоположных сторонах зубьев).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 186-75, а в части терминов и обозначений стандартам — СТ СЭВ 643-77 и СТ СЭВ 1161-78.

1. СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ И ВИДЫ СОПРЯЖЕНИЙ

1.1. Устанавливаются двенадцать степеней точности зубчатых колес и передач, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12.

Примечание. Для степеней точности 1, 2 и 3 допуски и предельные отклонения не даны. Эти степени предусмотрены для будущего развития.

1.2. Для каждой степени точности зубчатых колес и передач устанавливаются нормы: кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев зубчатых колес в передаче.

1.3. Допускается комбинирование норм кинематической точности зубчатых колес и передач, норм плавности работы и норм контакта зубьев различных степеней точности.

1.4. При комбинировании норм разных степеней точности, нормы плавности работы зубчатых колес и передач могут быть не более чем на две степени точнее или одну степень грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев не могут назначаться по степеням точности более грубым, чем нормы плавности.

1.5. Устанавливаются шесть видов сопряжений зубчатых колес в передаче, обозначаемых в порядке убывания гарантированного бокового зазора буквами А, В, С, D, Е и Н (черт.1).

Черт.1. Виды сопряжений и гарантированные боковые зазоры

Виды сопряжений и гарантированные боковые зазоры


Черт.1



Примечание. Сопряжение вида В обеспечивает минимальную величину бокового зазора, при котором исключается возможность заклинивания стальной или чугунной передачи от нагрева при разности температур зубчатых колес и корпуса (чугунного или стального) в 25 °С.


Виды сопряжений зубчатых колес в передаче в зависимости от степени точности по нормам плавности работы указаны в табл.1.

Таблица 1

Зубчатые колеса, шестерни. Виды шестерен. Цилиндрические и конические шестерни. Расчет шестерни. Модуль шестерни.

шестеренка

[email protected]
+38 (099) 200 03 20
+38 (073) 200 03 73
  • Українська
  • Русский
  • English
Toggle navigation

шестеренка

шестеренка
  • Главная
  • Услуги
    • Изготовление шестерен
    • Изготовление зубчатых колес
    • Изготовление валов
    • Изготовление зубчатых муфт
    • Изготовление пазов, шлицев
    • Изготовление зубчатых реек
    • Ремонт шестерен, валов
    • Заливка баббитом
    • Изготовление зубчатых пар
      • Изготовление цилиндрической пары
      • Изготовление конических передач
      • Изготовление червячной пары
      • Изготовление цепной передачи
      • Изготовление шевронных передач
      • Изготовление планетарных передач
  • О компании
    • О компании
    • Парк оборудования
    • Фото галерея
    • Партнеры
  • Сделать заказ
  • Статьи
    • Справочник зубореза
      • Страница 1
      • Страница 2
      • Страница 3
      • Страница 4
      • Страница 5
      • Страница 6
      • Страница 7
      • Страница 8
      • Страница 9
      • Страница 10
      • Страница 11
    • Шестерня определение
    • Виды шестерен
    • Виды зубчатых передач
    • Методы изготовления шестерен
    • Станки
      • Зубодолбежный станок 5122
      • Зубодолбежный станок 5В150П
      • Зубофрезерный станок 5330
      • Зубофрезерный станок 53А30П
      • Зубофрезерный станок 5А342
      • Зубофрезерный станок 5В370
      • Зубофрезерный станок 5К32А
      • Зубофрезерный станок 5К32П
      • Рейкодолбежный станок Е39В
    • Видео, Анимации
    • Чертежи зубчатых колес, шестерен, валов
  • Контакты
[email protected]

Лекция 7. Конические зубчатые передачи

Основные геометрические соотношения. В конических зубчатых колесах с осевыми формами I и II высота зуба, а следовательно, и модуль зацепления увеличиваются от внутреннего к внешнему дополнительному конусу (рис. 7.5, а, б). Для удобства измерения размеры конических колес принято определять по внешнему торцу зуба.

Максимальный модуль зубьев – внешний окружной модуль mte получают на внешнем торце колеса.

Ниже приведены основные геометрические соотношения для конических зубчатых передач (рис. 7.4).

Внешние делительные диаметры шестерни и колеса:

de1 = mteZ1, de2 = mteZ2.

Внешнее конусное расстояние

Re (0,5de1)2 (0,5de2 )2 0,5de1 1 i2 .

Ширина зубчатого венца: b = KbeRe. Для большинства конических передач коэффициент ширины зубчатого венца Kbe = 0,285. Тогда

b = 0,285 0,5de1 1 i2 = 0,143de1 1 i2 .

Среднее конусное расстояние

Rm = Re – 0,5d = Re – 0,5 0,285Re = 0,857Re.

Из условия подобия (рис. 7.4) следует

de1 dm1 . Re Rm

Тогда средний делительный диаметр шестерни

dm1 de1 Rm 0,857de1.

Re

Модуль окружной в среднем сечении mtm = 0,857mte.

Модуль нормальный в среднем сечении для кругового зуба ( m = 35º)

mn = mtm cos m ≈ 0,702mte.

Углы делительных конусов

tg 1 =

Z1

 

1

,

2 = 90º – 1.

Z2

 

i

 

 

 

 

 

6_передачи

45. Конические зубчатые передачи, достоинства и недостатки, Область применения. Типы зубчатых колес, основные геометрические параметры конического зубчатого колеса. Передаточное число конической зубчатой передачи.

Конические зубчатые передачи передают механическую энер­гию между валами с пересекающимися осями. Несмотря на сложность изготовления и монтажа, конические передачи получили ши­рокое распространение в редукторах общего назначения, в металлообраба­тывающих станках, вертолетах, авто­мобилях. (Это достоинства).

Недостатки: 1) необходимость регулировки передачи 2) меньшая нагрузочная способность 3) сложность изготовления и более высокие точности 4) большие осевые нагрузки.

Зацепление двух конических ко­лес можно представить как качение без скольжения конусов с углами при вершинах 2δ1 и 2δ2. Эти конусы назы­вают начальными. Линию касания этих конусов ОЕ называют полюсной линией или мгновенной осью в отно­сительном вращении колес. Основное

применение получили передачи ортогональные с суммарным углом между осями δ1+ δ2 = 90°. Конические зубчатые переда­чи выполняют без смещения исходного контура (x1 = 0, х2=0) или равносмещенными (х2=-х1). Поэтому начальные конусы совпадают с делительными.

Конические колеса обычно выполняют прямозубыми или с круговыми зубьями Прямозубые пе­редачи в основном применяют при окружных скоростях до 3 м/с, при более высоких скоростях применяют передачи с круговыми зубьями. Конические колеса с косыми зубьями применяют весьма редко из-за сложности изготовления и контроля.

Основные геометрические параметры.

К основным отно­сятся следующие геометрические параметры конических зуб­чатых колес.

Углы, делительных конусов связаны с их диаметрами (и числами зубьев z).

Модуль конического колеса меняется по длине зуба. За ос­новной принимают окружной модуль на внешнем торце mte, который удобно измерять. Внешние делительные диаметры колес равны

Внешнее конусное расстояние

Конусное расстояние до середины зуба

, где — коэффициент ширины зубчатого венца.

Средний делительный диаметр и модуль находят из подобных треугольников

Диаметр вершин зубьев

При расчете на прочность конические колеса заменяют на равнопрочные им цилиндрические колеса. Диаметр эквивалентного зубчатого колеса равен

.

Эквивалентное число зубьев из зависимости равно

.

Для передач с круговыми зубьями приводят еще косозубое колесо к прямозубому

Понижающие конические передачи можно выполнять с передаточным отношением u=1…10. Обычно u<6. Повышающие передачи имеют u не более 3. Большие передаточные отношения усложняют конструирование шестерни и ее опор. Число зубьев колеса .

46. Силы, действующие в зацеплении прямозубых конических колес.

При определении сил, действующих в зацеплении результирующую силу Fn, нормальную к поверхности зуба, раскладывают на составляющие: окружную Ft, радиальную Fr, осевую Fa. При известном вращающем моменте T1 определяют окружную силу на среднем делительном диаметре шестерни, затем другие составляющие:

.

47. Особенности расчета конических передач на контактную и изгибную усталость.

Контактная прочность:

Расчет основан на том, сто несущая прочность конического колеса будет такая же, как и у эквивалентного цилиндрического колеса.

Расчетный внешний делительный диаметр шестерни:

KH – коэффициент нагрузки

KHA – коэффициент учитывающий внешнюю нагрузку

KHβ – коэффициент учитывающий концентрацию нагрузки по длине зуба

KHV – коэффициент учитывающий внешнюю нагрузку

υ=0.85 – экспериментальный коэффициент, введенный для учета понижения нагрузочной способности прямозубых конических передач по сравнению с цилиндрическими.

KHβ= KºHβ – для прямой

KHβ= √KºHβ – для прямой

Hβ – находят по таблице для цилиндрических колес в зависимости от коэффициента ширины, который при начальных расчетах .

KHV выбирают по таблице для цилиндрических передач с понижением степени точности на 1.

Изгибная прочность:

Расчет обычно проверочный, похож на цилиндрические передачи

— коэффициент нагрузки

KFA – коэффициент учитывающий внешнюю нагрузку

K – коэффициент учитывающий концентрацию нагрузки по длине зуба

KFV – коэффициент учитывающий внешнюю нагрузку

YFS1 – коэффициент формы зуба – выбирается по таблицам в зависимости от эквивалентного числа зубьев zv1 и zv2.

υF=0.85 – экспериментальный коэффициент, введенный для учета понижения нагрузочной способности прямозубых конических передач по сравнению с цилиндрическими.

.

48. Особенность расчета на выносливость косозубых передач по сравнению с прямозубыми.

Контактные напряжения:

Допускаемые напряжения [σ]h2 для шестерни и [σ]h3 колеса определяют по общей зависимости, учитывая влияние на контактную прочность долговечность (ресурс), шероховатость и окружную скорость:

,

ZN – коэффициент долговечности .

ZR – коэффициент влияния шероховатости

ZV – коэффициент окружной скорости

Допускаемые напряжения для конических передач берутся следующим образом:

, где — минимальное значение допускаемого напряжения из 2х возможных (шестерни и колеса).

Изгибающие напряжения:

Допускаемые напряжения [σ]F1 для шестерни и [σ]F2 колеса определяют по общей зависимости, учитывая влияние на сопротивление усталости при изгибе, долговечности, шероховатости поверхности и реверсивности нагружения:

,

YN – коэффициент долговечности ., 4*10^6 – базовое число циклов, m=9

YR – коэффициент влияния шероховатости

YA – коэффициент двухсторонности приложения нагрузки (при реверсивном движении он уменьшается)

YZ – коэффициент, учитывающий способ получения заготовки колеса.

Допускаемые напряжения берутся меньшие из допускаемых напряжений шестерни и колеса.

49. Определение допускаемых контактных напряжений для расчета зубчатых цилиндрических и конических передач, от каких параметров они зависят. Каким образом при их расчете учитывают переменный режим и срок работы.

Контактные напряжения:

Допускаемые напряжения [σ]h2 для шестерни и [σ]h3 колеса определяют по общей зависимости, учитывая влияние на контактную прочность долговечность (ресурс), шероховатость и окружную скорость:

,

ZN – коэффициент долговечности .

ZR – коэффициент влияния шероховатости

ZV – коэффициент окружной скорости

Допускаемые напряжения для конических передач берутся следующим образом:

, где — минимальное значение допускаемого напряжения из 2х возможных (шестерни и колеса).

Для цилиндрических колес берется наименьшее из допускаемых напряжений.

Число циклов нагружения за весь срок службы , где n – частота вращения об/мин, nc – число зацеплений шестерни и колеса за один оборот, Lh – время работы передачи. Если передача реверсивная, то берут не Nk, а эквивалентное NHE

Где коэффициент берется из таблицы в зависимости от режима нагружения.

50. Способы смазывания зубчатых передач. Типы смазочных материалов и их объемы.

По физическому состоянию смазочные материалы разделяют на жидкие (смазочные масла), пластичные, твердые и газооб­разные (масляный туман, очищенный воздух).

Смазочные масла являются основным смазочным материа­лом для машин. В зависимости от исходного продукта разли­чают нефтяные (минеральные), синтетические и жировые масла. В условиях жидкостного трения основной характерис­тикой смазочного масла является вязкость, которая характе­ризуется внутренним трением между слоями жидкости под действием сдвигающей силы. Различают динамическую и ки­нематическую вязкость. Динамическую вязкость μ, Па • с, ис­пользуют в расчетах, а кинематическую V, м2/с, — при произ­водстве масел. В литературе обычно приводят значение кине­матической вязкости масла при 40 °С (V40), при 50 °С (V50), при 100 °С (V100). Связь вязкостей масла: μ = ρυ, где ρ — плотность смазочного масла (820+960 кг/м3).

Смазочные масла обеспечивают снижение трения и изна­шивания, а также температуры трущихся поверхностей путем усиленного теплоотвода. Различают группы масел: моторные, индустриальные, трансмиссионные, специализированные, гидравлические. Моторные масла предназначены для смазы­вания двигателей внутреннего сгорания. Трансмиссионные масла используют для смазывания агрегатов трансмиссий раз­личной техники, включая механические передачи. Индустри­альные масла применяют для смазывания промышленного оборудования и технологических машин. Названия специали­зированных масел свидетельствуют об их особом назначении (энергетические, авиационные и др. масла). Гидравлические масла применяют в качестве рабочих жидкостей в гидросис­темах.

Пластичные смазочные материалы (ПСМ) состоят из жид­кой основы (смазочное масло) и загустителя (обычно мыла жирных кислот). Загуститель образует жесткий полимерный каркас, в ячейках которого удерживается жидкое масло. При небольших нагрузках ПСМ ведет себя как твердое тело — не растекается, удерживается на наклонных и даже вертикаль­ных плоскостях. Наиболее распространенными ПСМ являют­ся солидол жировой, литол-24, ЦИАТИМ-201.

Твердые смазочные материалы (ТСМ) обеспечивают сма­зывание трущихся поверхностей при трении в экстремальных условиях (низкие или высокие температуры, вакуум), когда применение других смазывающих материалов невозможно. В качестве ТСМ используют коллоидальный графит, дисуль­фид молибдена.

Способы смазки: отдушины в корпусах редукторов, в закрытых передачах используют масляный туман, «капельница» с маслом над зацеплением передачи, ну и сами что-нибудь придумайте.

Зазоры в зубчатых конических — Энциклопедия по машиностроению XXL

Зазоры в зубчатых конических передачах боковые гарантированные 824, 826 — в резьбах 206, 207  [c.957]

Особенность сборки передач с коническими зубчатыми колесами состоит в регулировании зацепления зубьев, что достигается перемещением вдоль осей обоих зубчатых колес или одного их них. Боковой зазор в зацеплении конических зубчатых колес можно проверить щупом, индикатором или при помощи свинцовой пластинки, а также посредством краски. При сборке червячных передач должно быть обеспечено правильное зацепление червяка с зубьями колеса. Для  [c.504]


Показатели, обеспечивающие боковой зазор в передаче конических зубчатых колес по ГОСТ 1758-  [c.286]

Комплекты прокладок обычно делают из листового металла различной толщины. Эти компенсаторы применяют при регулировке зазоров в зацеплении конических зубчатых колес, конических роликоподшипниках, подшипниках скольжения и во многих других узлах машин.  [c.53]

Боковой зазор в зацеплении конических зубчатых колес может быть проверен щупом, индикатором (см. стр. 438) либо при помощи свинцовой проволоки или пластинки (рис. 409).  [c.451]

Крутильная жесткость основной кинематической цепи и привода РВ, боковые зазоры в зубчатых зацеплениях и шлицевых соединениях его привода подобраны соответствующим образом. В результате при работе одного двигателя на максимальном взлетном режиме часть мощности через привод РВ идет на конические редукторы противоположной стороны, разгружая конические редукторы на стороне работающего двигателя.  [c.194]

Как регулируется величина зазора в зацеплении конических зубчатых колес  [c.59]

Особенность сборки передач с коническими зубчатыми колесами состоит в регулировании зацепления зубьев, что достигается перемещением вдоль осей обоих зубчатых колес или одного из них. Боковой зазор в зацеплении конических зубчатых колес может быть проверен щупом, индикатором или при помощи свинцовой пластинки, а пятно контакта с помощью краски.  [c.261]

Боковой зазор в зацеплении конических зубчатых колес представляет собой расстояние между нерабочими профилями зубьев сопряженных колес при касании рабочих профилей и определяется линейным перемещением точки на делительной окружности в торцовом сечении у большого основания делительного конуса одного колеса при закрепленном другом.  [c.461]

Определение и обозначение показателей, обеспечивающих боковой зазор в передаче конических зубчатых колес (по гост 1768-56)  [c.175]

Рис. 137. Зазоры в зубчатом зацеплении (а) и отпечатки следов зацепления цилиндрических (б) и конических (в) зубчатых колес Рис. 137. Зазоры в <a href="/info/2297">зубчатом зацеплении</a> (а) и отпечатки следов зацепления цилиндрических (б) и конических (в) зубчатых колес

Боковой зазор в зацеплении конических зубчатых колес необходимо проверять при выбранных зазорах в подшипниках в сторону увеличения и уменьшения бокового зазора. При этом получают наибольший и наименьший боковые зазоры, которые должны находиться в пределах 0,2—0,6 мм. Отпечаток от краски при проверке зубьев на прилегание должен занимать не менее 40% длины зуба и 70% рабочей высоты зуба. После приработки зубчатых колес не рекомендуется их переставлять. При износе зубьев предельно допустимый боковой зазор 1,6 мм.  [c.129]

При недопустимости зазоров, в зубчатой передаче с параллельными осями можно нарезать колеса с переменным по длине зуба смещением инструмента, т. е. нарезать их слегка коническими с вершинами в разные стороны и выбрать (устранить) зазор взаимным осевым смещением колес.  [c.260]

Боковой зазор в зацеплении конических шестерен регулируют за счет подшлифовки или постановки новых колец 16 на ведущем и ведомых валах. Промежуточный вал 20 (число зубьев 2=16) находится в зацеплении с прямозубым осевым зубчатым колесом 26 число зубьев 2=68), напрессованным на ось колесной пары.  [c.40]

Однако эта схема привода имеет ряд существенных недостатков зазоры в зубчатых парах, передающих крутящий момент (особенно в конической) уменьшают плавность и точность рабо-  [c.219]

В описанной конструкции главной передачи особым перемещением ведомого и ведущего зубчатых конических колес регулируется степень затяжки подшипников ведомого вала (коробка дифференциала играет роль ведомого вала передачи) и зазор в зубчатом зацеплении конической пары.  [c.56]

Ступицу в зубчатых конических колесах необходимо располагать так, чтобы при закреплении колеса на оправке для нарезания зубьев обеспечивался зазор й > 0,5 т,е для свободного выхода инструмента, где т, внешний окружной модуль (рис. 13.11).  [c.225]

В узле конической передачи, установленной в корпусе из легкого сп.лава (рис. 251, п), фиксирующий подшипник 1 расположен на значительном расстоянии Е от центра зацепления зубчатых колес. Удлинение корпуса при нагреве вызывает смещение малого колеса передачи в направлении, указанно.м стрелкой. Большое колесо перемещается в

Типы и характеристики передач | KHK Gears

button to gear selection page

1. Типы и характеристики шестерен

На следующих страницах мы представляем три основных категории снастей, соответствующих Классификациям стандартных передач KHK.

Категории зубчатых колес — параллельные оси


Categories of Gears – Parallel Axis Gears

Типы зубчатых колес: прямозубые
spur gear
КПД (%) — 98,0-99,5
Стандартные зубчатые колеса KHK — MSGA, SSG, SS, SUS, PS

Типы шестерен: косозубая
helical gear
КПД (%) — 98.0−99,5
Шестерни стальные ХК — KHG, SH

Типы зубчатых колес: зубчатая рейка и зубчатая рейка
gear rack
КПД (%) — 98,0-99,5
Стандартные зубчатые колеса КНК — KRG (F) (D), SRFD, SUR (F) (D), PR (F), KRHG ( F)

Типы зубчатых колес: внутреннее зубчатое колесо
Internal Gear
КПД (%) — 98,0-99,5
Стандартные зубчатые колеса KHK — SI, SIR

Категории зубчатых колес — зубчатые колеса с пересекающимися осями


Intersecting Axis Gears

Типы зубчатых колес: угловые зубчатые колеса
Miter Gear
КПД (%) — 98,0-99,0
Стандартные зубчатые колеса KHK — MMSG, SMSG, MM, SUM, PM

Типы шестерен: прямая коническая передача
Straight Bevel Gear
КПД (%) — 98.0−99.0
Зубчатые колеса ХК — SB и SBY, SB, SUB, PB, DB

Типы зубчатых колес: спирально-коническая зубчатая передача
Spiral Bevel Gear
КПД (%) — 98,0-99,0
Стандартные зубчатые колеса KHK — MBSG, SBSG, MBSA (B), SBS

Категории зубчатых колес — непараллельные и непересекающиеся оси


Nonparallel and Nonintersecting Axis Gears

Типы зубчатых колес: винтовые (косозубые)
Screw Gear (Crossed Helical Gear)
КПД (%) — 70.0-95.0
Стандартные зубчатые колеса KHK — SN, SUN, AN, PN

Типы передач: червячное и червячное колесо
Worm Worm Wheel
КПД (%) — 30.0−90.0
Стандартные шестерни KHK — KWGDL (S) & AGDL, KWG & AGF, SWG & AG, SW & BG и CG, SW & PG

Типы зубчатых колес подразделяются на 3 категории, как правило, по направлениям монтажных валов. Здесь, в этом разделе, мы представляем характеристики шестерен, способы их использования и технические советы (подсказки).

1-1 Шестерни с параллельными осями

Зубчатые колеса, включающие две параллельные друг другу оси, называются зубчатыми колесами с параллельными осями. Для передачи вращения / мощности по параллельной оси обычно используются цилиндрические, косозубые и внутренние шестерни.Это наиболее часто используемые шестерни с широким спектром применения в различных отраслях промышленности.

Цилиндрическая зубчатая передача

Цилиндрическая шестерня — это шестерня цилиндрической формы, зубья которой параллельны оси. Это это наиболее часто используемая передача с широким спектром применения, и ее легче всего производство.

Характеристики / Технические советы:
— Самая простая в изготовлении передача.
— Зубчатая передача, которая проста в использовании и не создает осевых осевых сил.
— Нет ограничений по сочетанию количества зубьев шестерен парных шестерен.

Передаточное число:
На рисунке 1.1 пара зацепленных шестерен в одноступенчатой ​​зубчатой ​​передаче. Как видите, направление вращения парных шестерен противоположно друг другу. Если шестерня 1 вращается по часовой стрелке, то шестерня 2 вращается против часовой стрелки. Также, если у парных шестерен другое количество зубьев, скорость будет увеличиваться / уменьшаться; Если шестерня 1 является ведущей, скорость снижается. Если Gear 2 является ведущей, скорость увеличивается.
Передаточное число
= Число зубьев ведомой шестерни (z2) / Число зубцов ведущей шестерни (z = 1)
= Вращение ведущей шестерни (n1) / Вращение ведомой шестерни (n2)

(1,1)

Fig 1.1 Spur Gear
Рис 1.1 Цилиндрическая зубчатая передача

Пример расчета:
Число зубьев ведущей шестерни 1: 20
Вращение шестерни: 400 об / мин
Число зубьев ведомой шестерни 2: 80, одноступенчатая зубчатая передача.
Передаточное число этой зубчатой ​​передачи: 80 ÷ 20 = 4
Вращение Gear2: 400 ÷ 4 = 100 об / мин
spur gear calculation example

Цилиндрическая шестерня

Прямозубая цилиндрическая шестерня со спиральными зубьями (геликоидальные зубья) называется косозубой шестерней.Цилиндрические шестерни выдерживают больше нагрузки, чем прямозубые, и работают более тихо. Они также широко используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение и промышленное оборудование.

Характеристики и технические советы:
— Больше прочности, чем у прямозубой шестерни того же размера; бесшумно передает вращательную силу / мощность.
— Подходит для использования при высоких скоростях вращения.
— Создает осевую осевую силу, необходимо справляться с этими дополнительными силами.
— Нет ограничений на комбинацию числа зубьев шестерен парных шестерен.

Направление вращения и сила тяги в зацепленных косозубых зубчатых колесах показаны на рисунке 1.2. Упорный подшипник воспринимает силу тяги. Направление вращения такое же, как у прямозубых цилиндрических зубчатых колес.

Direction of Rotation and Thrust Force
Рис 1.2 Направление вращения и сила тяги

(важная терминология и номенклатура зубчатых колес на рис. 1.2)

Парная шестерня вращается в противоположных направлениях. Передаточное число такое же, как и для прямозубых шестерен.

Передаточное число двухступенчатых зубчатых передач:
Если шестерня 1 является ведущей, передаточное отношение (i) для этой двухступенчатой ​​зубчатой ​​передачи рассчитывается, как показано ниже.

Передаточное число (i)
= z2 / z1 x z4 / z3
= n1 / n2 x n3 / n4

(1,3)

two stage gear train.jpg
Рис. 1.3 Двухступенчатая зубчатая передача

Gear 1 и Gear 4 вращаются в одном направлении. Количество зубьев шестерни 1/2/3/4 равно 10/24/12/30 соответственно, тогда передаточное число этой зубчатой ​​передачи равно 6.

Внутренняя шестерня

Это шестерня цилиндрической формы, но с зубьями внутри кругового кольца и может зацепляться с цилиндрической шестерней. Внутренние шестерни часто используются в планетарных зубчатых передачах или зубчатых муфтах.

Характеристики / Технические советы:
— Более сложное производство по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами.
— Использование планетарных зубчатых передач позволяет создать компактную зубчатую передачу, подходящую для высокого передаточного числа.
— Для пары внутренних и внешних зубчатых колес могут возникать следующие 3 столкновения:
(a) Эвольвентное вмешательство (b) Трохоидное вмешательство (c) Взаимодействие при обрезке
— Нет ограничений на комбинацию количества зубьев шестерни, парные шестерни.

Передаточное число:
В простейшем примере зацепления внешней шестерни 1 (шестерни) с внутренней шестерней 2 как внешняя шестерня 1, так и внутренняя шестерня 2 вращаются в одном направлении, как показано на рис. 1.4
Spur Gear and Internal Gear
Рис. 1.4 Прямозубая и внутренняя шестерня

Передаточное число
= Число зубьев ведомой шестерни / Число зубьев ведущей шестерни
(1,3)

Планетарные редукторы:
Планетарные редукторы состоят из 4 основных элементов;
Солнечная шестерня (A), планетарная шестерня (B), внутренняя шестерня (C) и носитель (D)
В системе, показанной на рис.1.5, используются 4 планетарные шестерни.
Разделение нагрузки, разделяемое многими шестернями, позволяет создать компактную систему. Передаточное число или направление вращения в системе планетарной передачи различаются в зависимости от фиксированного коэффициента.

(a) Планетарный тип
Если солнечная шестерня является входной, а несущая шестерня — выходной, а внутренняя шестерня является фиксированной;
Соотношение скоростей
= Zc / Za + 1
(1,4)

(b) Солнечная шестерня типа
— фиксированная.

(c) Несущая шестерня типа Star
исправна.

Example of a planetary gear system
Рис. 1.5 Пример планетарной системы

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 1.5)

  • A Солнечная шестерня
  • B Планетарная передача
  • C Внутренняя шестерня
  • D Carrier

Planetary Gear Mechanism
Рис. 1.6 Механизм планетарной передачи
Левая — планетарная передача / Центральная — Солнечная / Правая — Звездообразная

1-2 шестерни с линейным перемещением

Зубчатые колеса

с линейным перемещением классифицируются как зубчатые колеса с параллельной осью, но существуют особые типы «линейного перемещения», которые не связаны с сопряженными валами.Чтобы преобразовать вращательное движение в линейное или наоборот, стойки и шестерни используются в комбинации. Шестерни цилиндрической формы с бесконечным радиусом, называемые стеллажами, обычно используются на конвейерах.

Стойка шпоры

Это шестерня линейной формы с прямолинейным профилем зубьев и может зацепляться с цилиндрической шестерней. Цилиндрическую зубчатую рейку можно рассматривать как часть прямозубой шестерни с бесконечным радиусом, при этом несколько зубчатых колес могут быть объединены в линию.

Характеристики / Технические советы:
— Легче в производстве и использовании, чем спиральные стойки.
— Может зацепляться с прямозубой шестерней с любым количеством зубьев.

Что касается зубчатой ​​рейки и шестерни, расстояние перемещения при однократном повороте шестерни рассчитывается как количество зубьев, умноженное на шаг. Шаг обозначает расстояние между соответствующими точками на соседних зубах. Стойки CP предназначены для удобного размещения. (Рисунок 1.7)

Difference between CP10 and m3
Рис.1.7 Разница между CP10 и м3
Перемещение шестерни CP10-30 на зубчатой ​​рейке CP за один цикл по сравнению сСС3-30 (м3) на стеллаже м3.

Винтовая стойка

Это шестерня линейной формы, которая входит в зацепление с косозубой шестерней. Винтовую рейку можно рассматривать как часть косозубой шестерни с бесконечным радиусом.

Характеристики / Технические подсказки:
— Создает силу тяги; необходимо учитывать копирующий механизм
— Вращается и передает мощность более тихо, чем винтовая рейка того же размера
— Подходит для использования при высокоскоростном вращении
— Может зацепляться с косозубой шестерней с любым числом зубьев

Создает осевое усилие за счет спирали зубчатого колеса.На рисунке 1.8 показано направление вращения и сила тяги.

Direction of Rotation and Thrust Force
Рис. 1.8 Направление вращения и сила тяги

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 1.8)

  • Стойка тяга
  • Тяга шестерни

1-3 пересекающиеся осевые шестерни

Шестерни, в которых две оси пересекаются в одной точке, называются шестернями с пересекающимися осями; общие применения включают вращение / передачу мощности конических шестерен.Конические шестерни с передаточным числом 1 называются угловыми шестернями. Конические шестерни классифицируются как прямо-конические или спирально-конические, в зависимости от формы зуба.

Прямая коническая шестерня

Это шестерня, у которой зубья имеют конические конические элементы, которые имеют то же направление, что и базовая линия делительного конуса (образующая). Прямая коническая передача является самой простой в изготовлении и наиболее широко применяемой в семействе конических зубчатых колес.

Характеристики / Технические советы:
— Легче в производстве, чем спиральные конические шестерни.
— Простота использования, не создает силы тяги в отрицательном направлении.
— Комбинация количества зубьев парных шестерен важна. Эти шестерни, произведенные в комбинации, не входят в зацепление с другими коническими шестернями.

Fig.1.9-Direction-of-Rotation

Спирально-коническая шестерня

Коническая шестерня со спиральными зубьями с косым углом, более сложная. для производства, но предлагает преимущества более высокой прочности и меньшего шума.

Характеристики / Технические советы:
— Подходит для использования при высокой нагрузке / вращении.Лучше, чем прямые конические шестерни
— Следует тщательно учитывать осевую осевую силу
— Передает вращательное усилие / мощность более тихо, чем прямые конические шестерни.
— Поскольку эти шестерни производятся парными, в соответствии с количеством зубьев они не входят в зацепление с другими шестернями, даже если они имеют такие же модули или углы давления.

Fig.1.10-Contact-Surface-of-Spiral-Bevel-Gears
Рис. 1.10 Контактная поверхность спирально-конических шестерен

(важная терминология передач и номенклатура передач на рис.10)

  • Вогнутая поверхность
  • Выпуклая поверхность

Передаточное число:
Передаточное число
= Число зубьев ведомой шестерни / Число зубьев ведущей шестерни
(1,5)

Сила осевого усилия на спирально-конической шестерне:
На рисунке справа показано направление вращения и сила тяги для зацепления спирально-конической шестерни с передаточным числом более 1,57. Если шестерня входит в зацепление с выпуклой поверхностью зуба, она создает силу тяги в отрицательном направлении.

Fig.1.11-Direction-of-Rotation-and-Thrust-Force
Рис.1.11 Направление вращения и сила тяги
Зеленый : RH / желтый : LH / синий : Положительная сила тяги / Красный Отрицательная сила тяги

Прямая и спиральная угловая шестерня

Шестерни, которые используются в паре с одинаковым количеством зубьев, называются угловыми шестернями. Есть два типа угловых шестерен; одно угловое зубчатое колесо прямолинейных конических зубчатых колес, а другое — угловое зубчатое колесо спирально-конических зубчатых колес. Как правило, они имеют угол вала 90 градусов, однако KHK предлагает стандартизированные угловые косозубые шестерни с углом вала 45, 60 и 120 градусов.

Характеристики / Технические советы:
— Коническая шестерня с передаточным числом 1 считается Miter Gear
— Используется для изменения вращательного или осевого направления

Усилие осевого усилия на спиральных угловых зубчатых колесах:
На рисунке 1.12 показано направление вращения и сила тяги на спиральных угловых зубчатых колесах. Если они создают осевое усилие как в отрицательном, так и в положительном направлении, подшипники необходимо устанавливать осторожно, чтобы они могли равномерно воспринимать силы.

Fig.1.12-Direction-of-Rotation-and-Thrust-Force
Рис. 1.12 Направление вращения и сила тяги
Зеленый : правый / желтый : левый / синий : положительная сила тяги / красный : отрицательная сила тяги

Угловые угловые и угловые шестерни:
Fig.1.13-Shaft-Angles-of-KHK-Stock-Gears
Рис. 1.13 Углы вала стандартных шестерен KHK
Слева направо: угол вала 45 ° / угол вала 60 ° / угол вала 90 ° / угол вала 120 °

1-4 Непараллельные и непересекающиеся шестерни

Шестерни с двумя осями, которые не пересекаются и не параллельны, называются шестернями с непараллельными и непересекающимися осями.Обычно они используются как червячные или винтовые передачи. Эти шестерни передают вращательную силу / мощность за счет относительного проскальзывания между поверхностями зубьев шестерни.

Винтовая шестерня (косозубая шестерня)

Это косозубая шестерня с углом наклона спирали 45 градусов. Пара шестерен, непараллельных и непересекающихся с одинаковыми винтами, называется винтовой передачей. Они работают очень тихо, но могут использоваться только для легких нагрузок.

Характеристики / Технические советы:
— При смазке необходимо соблюдать осторожность.Скольжение сетчатых граней передает вращательную силу / мощность. Отсутствие надлежащей смазки может вызвать быстрый износ.
— КПД низкий по сравнению с шестернями с параллельными / пересекающимися осями.
— Используется в трансмиссии малой мощности
— Нет ограничений на количество зубьев парных шестерен. (в отличие от конических шестерен)

Направление вращения и сила тяги для правосторонней (R) / левосторонней (L) комбинаций показаны на Рисунке 1.14.
Fig.1.14-Direction-of-Rotation-and-Thrust-Force
Фиг.1.14 Направление вращения и сила тяги

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 1.14)

screw-gears-drive-and-driven

Передаточное число:
Эта формула для передаточного числа такая же, как и для прямозубых шестерен.
Передаточное число
= Число зубьев ведомой шестерни / Число зубьев ведущей шестерни
(1,6)

Пара червячных шестерен

Пара червячных шестерен — это набор шестерен, где одна шестерня представляет собой червяк с резьбой, а другая — червячное колесо с зацеплением.Червячные зубчатые пары часто используются в передачах мощности с высоким редукционным или большим крутящим моментом.

Передаточное число:
Передаточное число
= количество зубьев червячного колеса / количество резьбы червяка
(1,7)

Направление вращения и осевые силы на правосторонней (R) / левосторонней (L) червячной сетке показаны на рисунке 1.15.
Fig.1.15-Direction-of-Rotation-and-Thrust-Forces
Рис. 1.15 Направление сил вращения и тяги

(важная терминология и номенклатура зубчатых передач на рис. 1.15)

Характеристики / Технические советы:
— Большое передаточное число может быть получено с помощью одноступенчатой ​​передачи
— КПД низок по сравнению с шестернями с параллельными осями или шестернями с перекрестными осями
— Пары червячных шестерен должны проектироваться и производиться как пара .Зубообрабатывающее нарезание производится станком селективной резки в соответствии с базовым диаметром зацепляющего червяка.
— Как и в случае с винтовыми шестернями, проскальзывание происходит на поверхности зубьев шестерен в зацеплении. Следует соблюдать осторожность при смазке. Отсутствие надлежащей смазки может вызвать быстрый износ.

Пример расчета:
Резьба червяка z1 = 2, Количество зубьев червячного колеса z2 = 40
Передаточное число
= 40/2
= 20

Ссылки по теме:
Знать о направлениях вращения и количестве оборотов шестерен
Знать о типах шестерен и соотношениях между двумя валами
Знать о крутящем моменте зубчатой ​​передачи
Типы шестерен
Характеристики шестерен
Типы шестерен и терминология
Типы и механизмы Редукторы

Типы зубчатых колес, прямозубые, косозубые, конические, рейки и шестерни, червячные

Прямозубые зубчатые колеса:

Чаще всего используются цилиндрические зубчатые колеса.Зубчатый контакт в основном происходит с качением, при этом скольжение происходит во время зацепления и расцепления. Небольшой шум — это нормально, но на высоких скоростях он может стать нежелательным.

Рейка и шестерня.

Зубчатая рейка и ведущая шестерня представляют собой вариацию прямозубой шестерни линейной формы. зубчатая рейка — это часть прямозубая шестерня с бесконечной радиус.

Шестерня с внутренним кольцом:

Внутренняя шестерня цилиндрическая фасонная передача с зацеплением зубы внутри или снаружи циркуляра кольцо. Часто используется с цилиндрической зубчатой ​​передачей. Шестерни с внутренним кольцом может использоваться в планетарной передаче.

Винтовая шестерня:

Винтовая передача цилиндрическая фасонная шестерня с геликоидом зубы. Цилиндрические шестерни работают с меньшим шумом и вибрацией, чем цилиндрические шестерни. В любой момент нагрузка на косозубые шестерни распределяется на несколько зубцов, что снижает износ. Из-за их углового среза зацепление зубьев приводит к осевым нагрузкам вдоль вала шестерни.Это действие требует, чтобы упорные подшипники поглощали осевую нагрузку и поддерживали соосность шестерен. Они широко используется в промышленности. А отрицательный осевой сила тяги спирали форма причины.

Винтовая зубчатая рейка:

Винтовые зубчатые рейки линейной формы и взаимодействует с вращающаяся косозубая шестерня.

Двойная косозубая шестерня:

Двойная косозубая шестерня может иметь как левый и правый винтовые зубья. Двойной спиральная форма используется для балансировки силы тяги и обеспечить дополнительную площадь сдвига шестерни.

Торцевая шестерня :

Торцевые шестерни круговой диск с кольцом зубы срезаны с одной стороны. Зубья шестерни сужаются к центру зуба. Эти шестерни обычно соединяются с цилиндрической шестерней.

Червячная передача:

Зубья червячной передачи напоминают резьбу винта ACME который спаривается с косозубая шестерня, за исключением того, что она выполнена обернуть червя, как видно по оси червя.Работа червячных передач есть аналог винта. Относительное движение между этими шестерни скользят, а не катятся. Униформа распределение давления на зубья этих шестерен позволяет использовать металлов с изначально низкими коэффициентами трения, такими как как бронзовые колесные передачи с червячными передачами из закаленной стали. Эти шестерни полагаются на полную смазку жидкой пленкой и требуют тяжелых масло составлено для повышения смазывающей способности и прочности пленки до предотвратить металлический контакт.

Червячная передача с двойным охватом:

Червячная передача с двойным охватом имеет радиально изменяемый средний диаметр. Это увеличивает количество и площадь среза зубьев.

Гипоидная передача:

Гипоидные шестерни обычно находятся в дифференциале (задней оси) автомобилей.Зубчатая передача позволяет передавать крутящий момент на девяносто градусов. Гипоидные шестерни похожи к коническим зубчатым колесам, за исключением того, что центральные линии вала не пересекаются. Гипоидные шестерни сочетают в себе качение и высокое давление зубьев спиральных фац с скользящим действием червячных передач. Эта комбинация и цельностальная конструкция ведущей и ведомой шестерен приводит к передаче комплект со специальными требованиями к смазке, в том числе маслянистость и присадки против сваривания, чтобы выдерживать высокий зуб давление и высокие скорости трения.

Прямая коническая шестерня:

Прямые конические шестерни имеют конические зубья, пересекающиеся с зубьями той же геометрии. Конические шестерни используются для передавать движение между валами с пересекающимся центром линий. Угол пересечения обычно составляет 90 градусов, но может быть до 180 град.Когда ответные шестерни равны по размеру и валы расположены под углом 90 градусов друг к другу, они называются угловыми шестернями. Зубья фаски шестерни также можно вырезать изогнутым способом для получения спиральных конические шестерни, обеспечивающие более плавную и тихую работу чем прямые фаски.

Спирально-коническая шестерня:

Спирально-конические шестерни имеют косозубые угловые спиральные зубы.

Винтовая шестерня (перекрестно-винтовая Шестерня) :


Винтовые передачи — это косозубые шестерни противоположной угол спирали зацепится, когда их оси пересекаются.

Как работают зубчатые колеса — различные типы зубчатых колес, их функции, механизмы и применения

Examples of gears - How gears work - Illustration of the different types of gears available, including bevel, rack and pinion, planetary, internal, spur, helical, and worm gears. Иллюстрация различных типов имеющихся зубчатых колес.

Кредит изображения: Tewlyx / Shutterstock.com

Шестерни — это зубчатые элементы механической передачи, используемые для передачи движения и мощности между компонентами машины, и в этой статье мы обсуждаем различные типы доступных шестерен и принцип их работы. Работая в сопряженных парах, шестерни входят в зацепление своими зубьями с зубьями другой соответствующей шестерни или зубчатого компонента, что предотвращает проскальзывание во время процесса передачи. Каждая шестерня или зубчатый компонент прикреплен к машинному валу или базовому компоненту, поэтому, когда ведущая шестерня (т.е.е. шестерня, которая обеспечивает начальный вход вращения) вращается вместе со своим валом, ведомая шестерня (то есть шестерня или зубчатый компонент, на который воздействует ведущая шестерня и демонстрирует конечный выходной сигнал) вращает или перемещает свой вал составная часть. В зависимости от конструкции и конструкции зубчатой ​​пары передача движения между ведущим валом и ведомым валом может привести к изменению направления вращения или движения. Кроме того, если шестерни не одинакового размера, машина или система получают механическое преимущество, которое позволяет изменять выходную скорость и крутящий момент (т.е.е., сила, которая заставляет объект вращаться).

Шестерни и их механические характеристики широко используются в промышленности для передачи движения и мощности в различных механических устройствах, таких как часы, приборы и оборудование, а также для уменьшения или увеличения скорости и крутящего момента в различных моторизованных устройствах, включая автомобили, мотоциклы и машины. Другие конструктивные характеристики, включая конструкционный материал, форму зубчатого колеса, конструкцию и дизайн зуба, а также конфигурацию зубчатой ​​пары, помогают классифицировать и классифицировать различные типы доступных зубчатых колес.Каждая из этих шестерен предлагает различные характеристики и преимущества, но требования и спецификации, предъявляемые конкретным приложением передачи движения или мощности, определяют тип шестерни, наиболее подходящий для использования.

Эта статья посвящена зубчатым колесам, исследует различные доступные типы и объясняет их соответствующие функции и механизмы. Кроме того, в этой статье описывается выбор

Поставщик метрических конических зубчатых колес

Metric Bevel Gears Просмотреть каталог метрических конических зубчатых колес

Что такое коническая шестерня?

Шестерня конической формы, имеющая конус в качестве передней поверхности с зубчатыми колесами, вырезанными по ее поверхности, называется конической шестерней.Два вала, пересекающиеся в одной точке, называются пересекающимися валами. К этому типу зубчатых колес с перекрестными валами относятся конические шестерни, которые используются для передачи вращательного движения между ними. Угол пересечения может быть любым, но обычно это прямой угол. Общий КПД конических зубчатых колес составляет от 98 до 99%.

Виды конических шестерен

Прямые конические шестерни

Когда зуб находится вдоль образующей конуса (перпендикулярная линия, соединяющая вершину с основной окружностью), это называется прямой конической шестерней.Прямые конические шестерни относительно просты в изготовлении и имеют простые формы.

Спирально-конические шестерни

Коническая шестерня с криволинейной формой зуба. По сравнению с прямозубыми коническими зубчатыми колесами они имеют большие контактные поверхности, что обеспечивает более плавное и менее шумное вращение. Они подходят для высокоскоростных операций с большими нагрузками, но производственный процесс более сложен. Кроме того, скручивание формы зуба создает осевую нагрузку, которая требует внимания. Спирально-конические шестерни классифицируются по методу нарезания зуба и форме зуба на форму Клингельнберга (Германия) и форму Глисона (США), но форма Глисона в настоящее время является основной.

Торцевые шестерни

Пара шестерен с одинаковым числом зубьев шестерни, передающая движение между двумя угловыми валами, называется косыми шестернями. Они часто используются для изменения направления вращения, не влияя на скорость. Торцевые шестерни бывают также с прямыми и спиральными зубьями. Существуют также специальные угловые косозубые шестерни с углами вала, отличными от 90 градусов.

Гипоидные шестерни

Гипоидные шестерни иногда используются в приводах задних колес автомобилей и имеют форму конуса.Их можно рассматривать как разновидность спирально-конических зубчатых колес. Однако, поскольку вал-шестерня смещена относительно вала большой шестерни, они классифицируются как шестерни с непересекающимися валами.

Zerol Gears

Конические шестерни

Zerol представляют собой конические шестерни со спиральными зубьями с почти нулевым углом спирали и могут рассматриваться как прямые конические шестерни с изогнутыми зубьями. Они обладают характеристиками как прямых, так и спирально-конических зубчатых колес. Осевая нагрузка, возникающая в зубчатых передачах с нулевым профилем, такая же, как и с прямолинейными коническими зубчатыми колесами, поэтому можно заменить прямолинейные конические зубчатые колеса на зубчатые колеса без изменения конструкции подшипника.

Коническая зубчатая передача — Neugart GmbH

Конические редукторы могут быть реализованы с использованием конических зубчатых колес с прямыми, косозубыми или спиральными зубьями. Оси конических редукторов обычно пересекаются под углом 90 градусов, при этом в принципе возможны и другие углы. Направление вращения приводного вала и выходного вала может быть одинаковым или противоположным, в зависимости от ситуации установки конических шестерен.

Самый простой тип конического редуктора — это коническая передача с прямыми или косозубыми зубьями.Этот вид зубчатой ​​передачи дешевле в производстве. Однако, поскольку зубчатые колеса с прямыми или косозубыми зубьями могут быть реализованы только с небольшим покрытием профиля, этот конический редуктор работает бесшумно и имеет меньший передаваемый крутящий момент, чем зубья других конических зубчатых колес. Когда конические редукторы используются в сочетании с планетарными редукторами, ступень конического редуктора обычно реализуется с передаточным отношением 1: 1, чтобы максимизировать передаваемые крутящие моменты.

Другая разновидность конических редукторов является результатом использования спиральной передачи.Конические шестерни со спиральными зубьями могут быть в форме конических шестерен со спиральными зубьями или гипоидных конических шестерен. Спирально-конические шестерни имеют высокую степень полного охвата, но из-за своей конструкции они уже более дороги в производстве, чем конические шестерни с прямыми или косозубыми зубьями.

Преимущество спирально-конических зубчатых колес состоит в том, что можно увеличить как бесшумность, так и передаваемый крутящий момент. Зубья шестерни этого типа также возможны на высоких скоростях. Коническая передача создает высокие осевые и радиальные нагрузки во время работы, которые могут восприниматься только с одной стороны из-за пересечения осей.В частности, когда он используется в качестве быстро вращающейся ступени привода в многоступенчатых редукторах, особое внимание следует уделять сроку службы подшипника. Также, в отличие от червячных редукторов, в конических редукторах невозможно реализовать самоблокировку. Когда необходим прямоугольный редуктор, конические редукторы можно использовать как недорогую альтернативу гипоидным редукторам.

Преимущества конических редукторов:
  • Идеально подходят для ограниченного пространства для установки
  • Компактная конструкция
  • Можно комбинировать с другими типами редукторов
  • Высокая скорость при использовании конических шестерен
  • Более низкая стоимость

Недостатки конических редукторов:
  • Сложная конструкция
  • Более низкий КПД по сравнению с планетарным редуктором
  • Noisier
  • Более низкие крутящие моменты в диапазоне передаточных чисел одноступенчатой ​​передачи

Типы передач

Типы зубчатых колес: прямозубые, косозубые, конические и червячные зубчатые колеса являются типами зубчатых колес, и информация о типах зубчатых колес обобщена. ниже.

Наружные прямозубые шестерни:

Прямозубые цилиндрические шестерни используются для передачи вращательного движения между параллельными валами. Прямозубые шестерни обычно имеют цилиндрическую форму, а зубья прямые и параллельны оси вращения. Нагрузки на зуб шестерни не создают осевого усилия. Валы вращаются противоположно направления.

Цилиндрическая зубчатая передача — самый простой и наиболее распространенный тип зубчатых колес. Отлично в умеренные скорости, но возможен шум проблемы при использовании в высокоскоростных приложениях.

Внутренние прямозубые цилиндрические шестерни:

Internal Spur Gears

Аналогичен прямозубым цилиндрическим зубчатым колесам. Зубья внутренней прямозубой шестерни сформированы в внутренняя поверхность шестерни. Сопряженная шестерня представляет собой прямозубое прямозубое колесо с внешним цилиндром. Это компактное устройство для передачи движения между валами, которые вращаются в одном направление.


Реечная шестерня:

Rack and Pinion Gears

Рейка — это прямая шестерня, которую можно представить как прямозубую шестерню с бесконечно большим делительным диаметром.Рейка и шестерня — это зубчатая передача, которая преобразует вращательное движение (от шестерни) в поступательное (к зубчатой ​​рейке).

Винтовые передачи:

Helical Gears

Цилиндрические зубчатые колеса используются для передачи движения между параллельными валами. Зубья косозубых шестерен нарезаны наклонно к оси вращения. Угол наклона винтовой линии одинаков для всех шестерен, но одна шестерня должна иметь правую, а другая — левую. Цилиндрические шестерни создают как радиальные, так и осевые нагрузки на подшипники вала.Цилиндрические шестерни имеют более высокую грузоподъемность и тише, чем прямозубые.

Двойные косозубые шестерни (в елочку):

Double Helical Gears

Двойная косозубая шестерня — это тип зубчатого колеса, который идентичен двум косозубым косозубым зубчатым колесам с противоположным углом наклона, собранным бок о бок на одном валу. Каждая из косозубых шестерен создает противоположные осевые нагрузки и таким образом отменяют друг друга.

Перекрещенные косозубые шестерни:

В этой конфигурации движение передается между непараллельными валами через зубчатые косозубые шестерни.Поперечно-косозубые шестерни несут очень небольшие нагрузки из-за износа шестерен. шестерни не рекомендуется использовать в трансмиссии.

Прямые конические шестерни:

Straight Bevel Gears

Прямые конические шестерни используются для передачи движения между пересекающимися осями. Скос шестерни имеют зубья, сформированные на конических поверхностях. Они используются для соединения двух валов на пересекающиеся оси. Концевая тяга имеет тенденцию разъединять шестерни. Прямые конические шестерни отличаются простотой проектирования и изготовления, а также хорошими характеристиками. приводит в сервис.Однако они зашумлены на высоких скоростях. Прямо конические шестерни предлагаются для периферийных скорость до 1000 футов / мин (5 м / с), где максимальная плавность и бесшумность не имеют первостепенного значения.

Спирально-конические шестерни:

Spiral Bevel Gears

Конические шестерни со спиральными зубьями имеют спиральные зубья, контакт которых начинается на одном конце зуба. и плавно переходит на другой конец. Oни зацепление похоже на прямые конические шестерни, но как результат постепенного зацепления зубов, движение будет передаваться более плавно, чем прямые конические или нулевые конические шестерни.Это снижает шум и вибрация, особенно при высоких скорости. Угол спирали влияет на направление создаваемые осевые нагрузки не влияют на бесшумность работы. Спиральная фаска шестерни предлагаются для периферийных скорость до 8000 футов / мин (40 м / с). Этот тип передач чаще всего используется в дифференциалах автомобилей.

Конические шестерни Zerol:

Zerol Bevel Gears Конические шестерни Zerol

имеют криволинейные зубья с нулевой спиралью угол.Зубья имеют ту же ориентацию на торце шестерни, что и прямые конические шестерни. Конические шестерни Zerol используются для периферийных скорость до 8000 футов / мин (40 м / с) и работа тише, чем прямые конические шестерни. Допустимые осевые осевые нагрузки для конических зубчатых колес Zerol не соответствуют как спирально-коническая шестерня.

Гипоидные шестерни:

Hypoid Gears

Гипоидная шестерня аналогична конической спиральной шестерни, за исключением того, что оси шестерен не параллельны и не пересекаются.Расстояние между осями шестерен называется смещением. Смещение позволяет более высокую степень обжатия для гипоидных передач, чем другие типы скос g

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *