Механика зубчатые передачи. Смотреть что такое "Зубчатая передача" в других словарях. Анализ конструкции зубчатых колес и определение их параметров

Виды зубчатых передач

Зубчатые передачи являются разновидностью механических передач, работающих на принципе зацепления. Их используют для передачи и преобразования вращательного движения между валами.

Зубчатые передачи отличаются высоким КПД (для одной ступени – 0,97- 0,99 и выше), надежностью и длительным сроком службы, компактностью, стабильностью передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания. Зубчатые передачи применяют в широком диапазоне скоростей (до 200 м/сек), мощностей (до 300 МВт). Размеры зубчатых колес могут быть от долей миллиметра до нескольких метров.

Энциклопедия Колумбии, 6-е изд. Зубчатое колесо, цилиндр или конус, который передает движение от одной части машины к другой; это одно из самых старых средств передачи движения. Когда зубцы двух передач зацеплены, поворот одной шестерни приведет к вращению другого. В большинстве случаев обе шестерни установлены на валах так, что когда один вал вращается, другой вращается. При зацеплении двух зубчатых колес разного диаметра получается разница в скорости и крутящем моменте между двумя валами; меньшая передача в этом случае называется шестерней.

К недостаткам можно отнести сравнительно высокую сложность изготовления, необходимость нарезания зубьев с высокой точностью, шум и вибрация при высоких скоростях, большую жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

Передаточные числа в редукторных передачах могут достигать 8, в открытых передачах – до 20, в коробках передач – до 4.

Спиральная передача состоит из колеса с прямыми зубцами, установленными радиально либо по внутренней окружности, либо по внешней окружности колеса. Для передачи движения между параллельными валами используются две зубчатые зубчатые передачи. Стойка и шестерня состоят из зацепления шестерни и перемещения движения к специальному типу цилиндрической шестерни, называемой стойкой, состоящей из серии зубов по прямой линии на плоской поверхности. Стойка и шестерня изменяет линейное движение на вращательное движение или наоборот.

Спиральная передача похожа на цилиндрическую шестерню, но ее зубы скручены, а не прямые. Спиральные механизмы могут использоваться для передачи движения между валами, которые не пересекаются и находятся под любым углом относительно друг друга. Коническая шестерня имеет прямые или изогнутые зубы на конической поверхности вблизи ее обода. Конические шестерни используются для передачи вращательного движения между валами, которые не параллельны, и которые пересекаются под углом, если они расширены. Гипоидные шестерни - это специальные конические шестерни, используемые в дифференциале автомобиля для подключения приводного вала к задней оси.

По расположению зубьев различают передачи с наружным и внутренним зацеплением.

Конструктивно зубчатые передачи большей частью выполняются закрытыми в общем жестком корпусе, что обеспечивает высокую точность сборки. Лишь тихоходные передачи (v < 3 м/сек) с колесами значительных размеров, нередко встроенных в конструкцию машин (например, в механизмах поворота подъемных кранов, станков), изготавливаются в открытом исполнении.

Червячная передача, зацепляемая с резьбовым цилиндром или червяком, который напоминает винт, используется для передачи движения между перпендикулярными, непересекающимися валами. Драго, Основы проектирования зубчатых колес. Словарь коллективных существительных и термины групп.

Собственность в целом; личные вещи, как одежда, коллективно; оборудования, необходимого для конкретной задачи или процедуры. Сравнение эффективности различных типов редукторов по различным коэффициентам сокращения поможет нам сделать правильный выбор коробки передач для наших применений. Обратите внимание, что эти значения эффективности приведены для общего руководства и относятся к каталогу производителей для более точных значений.

Чаще всего зубчатые передачи применяют в качестве замедлительных (редукторов), т.е. для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента, но также с успехом используются для повышения скорости вращения (мультипликаторы).

Для предохранения рабочих поверхностей зубьев от заедания и абразивного износа, а также для уменьшения потерь на трение и связанного с этим нагревания, применяют смазку. Закрытые передачи обычно смазываются жидкими минеральными маслами, окунанием колес или принудительной подачей масла к зацепляющимся зубьям. Открытые передачи смазываются консистентными смазками, периодически наносимыми на зубья.

Сравнительная таблица эффективности

Зубчатое зубчатое зацепление представляет собой параллельное расположение вала, и эти шестерни могут достигать гораздо большей эффективности по сравнению с другими типами передач. Его эффективность варьируется от 94% до 98% при более низких передаточных числах.

Эффективность прямого конического редуктора

Прямая коническая передача похожа на цилиндрическую передачу с перпендикулярным расположением вала. Как и зубчатая передача, эти шестерни также могут обрабатывать более низкие передаточные числа с более высокой эффективностью. Из-за формы зуба и контактного спирального скоса с меньшим шумом и вибрациями по сравнению с прямыми коническими зубчатыми колесами и, следовательно, с лучшей эффективностью.

о расположению зубьев различают передачи с наружным (рис. 2.1а -в ) и внутренним зацеплением (рис. 2.1г ).

По профилю зубьев колес передачи подразделяют: на передачи с эвольвентным зацеплением , в котором профили зубьев очерчены

эвольвентами; на передачи с циклоидальным профилем ; на передачи сзацеплением Новикова . Далее в пособии будут описываться только передачи эвольвентного профиля с наружным зацеплением.

Расчет эффективности использования червячных передач

Эффективность червячной передачи значительно варьируется, когда изменяется угол поворота, коэффициент трения и передаточное отношение. Для расчета эффективности червячных передач используйте следующее уравнение эффективности передачи. Шестерни. Это механические системы, которые передают движение вращения от одной оси к другой путем последовательного контакта небольших кулачков, называемых зубами. Зубья шестерни могут быть цилиндрическими или винтовыми. Передачи образованы двумя зубчатыми колесами, из которых большая называется короной и меньшей шестерней.

Шестерня – это зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев (чаще всего – ведущее). Колесо – это зубчатое колесо передачи с большим числом зубьев. Термин "зубчатое колесо" можно применять как к шестерне, так и к колесу зубчатой передачи.

Цилиндрические зубчатые передачи бывают прямозубыми,

косозубыми и шевронными.

В очень отдаленные времена канаты и элементы из дерева использовались для решения проблем транспорта, движения, подъема и движения. Никто точно не знает, где и когда были изобретены механизмы, хотя многие из них совпадают, говоря, что именно Леонардо да Винчи, после его смерти во Франции, предоставил нам свои ценные рисунки и схемы многих механизмов, которые мы используем сегодня ежедневно.

В литературе древнего Китая, Греции, Турции и Дамаска упоминаются шестерни, но они не содержат много деталей. Стипендиаты изобрели революционный метод обработки бесконечных червячных винтов, таких как те, которые были установлены в рулевых коробках транспортных средств, прежде чем они были гидравлическими.

Прямозубые колеса (рис. 2.1а ) применяют преимущественно при невысоких и средних окружных скоростях, при большой твердости зубьев (когда динамические нагрузки от неточностей изготовления невелики по сравнению с полезными), в планетарных передачах, в открытых передачах, а также при необходимости осевого перемещения колес (в коробках передач).

Шамбон, Лион, был создателем машины для обработки зубов конических зубчатых колес методом маточной обработки. Примерно в то же время Андре Ситроен изобрел двойные винтовые передачи. Передачи должны быть сконструированы так, чтобы передаточное отношение постоянно было постоянным, поскольку в противном случае были бы огромные вибрации, которые значительно сократили бы срок службы коробки передач. Чтобы соответствовать этому условию, профиль зубов не может быть каким-либо, но должен быть тщательно разработан.

Одним из наиболее важных применений передач является передача движения от оси источника энергии, такого как двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, к другой оси, расположенной на определенном расстоянии и выполняющей работу, Таким образом, одно из колес соединено с источником питания и известно как ведущее зубчатое колесо, а другое - к валу, который должен получать движение ведущего вала и который называется ведомой шестерней.

ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Червячных передач (или винт) можно рассматривать как передачу одного зуба

Червячные передачи имеют некоторые особые свойства, которые делают их отличимых от других передач. Во-первых, они могут достичь очень высоких передач произведенных за одну движение.Потому что большинство червячных передач имеет только один нагруженный зуб, передаточное отношение это просто число зубьев на соединение передач. Например, червячных пара передач в паре с 40-

Если система состоит из более чем одной пары звездочек, она называется поездом. Основная классификация зубчатых колес соответствует расположению их осей вращения и по типам зубьев зубчатой ​​передачи. В соответствии с этими критериями существуют следующие типы механизмов.

Посредством передачи движения

Спиральные зубы Спиральные зубы Спиральные зубы Спиральные зубы Спиральные зубы Спиральные зубы Спиральные зубы.

Передача по цепному или зубчатому шкиву

Применение шестерен.
  • Цилиндрические прямые зубы.
  • Цилиндрические спиральные зубы.
  • Двойной спиральный.
  • Крытые планетарии.
  • Простая трансмиссия.
  • Передача с сумасшедшей передачей.
Область применения передач практически не ограничена. Мы находим их на электростанциях, гидроэлектростанциях и в наземных транспортных элементах: локомотивах, автомобилях, грузовиках, автомобилях, морском транспорте на всех судах, самолетах, в черной металлургии: прокатных станов, шахт и верфей.

зубый цилиндрический редуктор имеет соотношение 40:1. Во-вторых, червячные передачи имеют гораздо более высокие трения (и ниже эффективность), чем другие типы передач. Это потому, что профиль зуба червячных передач постоянно скользят по зубам сопряженных передач. Это трение становится выше, тем больше нагрузка на передачу. Наконец, червячая передача не может работать с обратным эффектом. В анимации ниже, червячные передачи на зеленой оси ведет синие зубчатое колесо на красной оси. Но если вы включите красную ось в качестве ведущей, то червячных передач не получится. Это свойство передачи может применяться для остановки -блокировки вещи на определенном месте, без скатывания назад, например ворота гаража.

Механические механизмы - это механизмы, предназначенные для снижения частоты вращения двигателя за счет увеличения крутящего момента без значительных потерь мощности. Как правило, они представляют собой набор последовательно соединенных передач. Снижение скорости связано с тем, что оптимальная частота вращения двигателя выше, чем требуемая скорость рабочих машин.

Это позволяет избежать использования муфты между ними, что требуется для обычных редукторов. В качестве компонента электроприводов мотор-редукторы широко используются во всех областях промышленности: общая и тяжелая техника, подъемные машины, химическая и пищевая промышленность, сельское хозяйство, судостроение, цементные заводы, склады, строительные материалы и т.д.

ЛИНЕЙНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Это средство преобразования вращательного движения от оси вращения или шестерни в поступательное движение зубчатой рейки. Шестерня вращается, и толкает рейку вперед, поскольку в ней перемещаются зубы шестерни. Регулируется например меньшим количеством зубов на ведущей шестерни и большим на рейке. движение в рейки будет пропорционально количеству зубьев на шестерне

Преимущества моторных редукторов уменьшают габаритные размеры, высокую эффективность, упрощенную установку в разных условиях пространства, простоту обслуживания. В случае небольших значений передаточного отношения передача движения или крутящего момента осуществляется непосредственно через зубчатые элементы от привода к ведомому валу, то есть изменение скорости происходит за один шаг. Каждый тип одноступенчатого переключения передач используется до указанного максимального значения для передаточного отношения, приведенного в таблице.

ДИФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА

Дифференциал - это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Как правило, передаточное отношение односкоростных зубчатых передач не является достаточным для достижения требуемого диапазона передаточных отношений редукторов, и, при необходимости, большие номера передачи прибегают к последовательной связи одноступенчатых передач того же или разных типов, и в этом случае получается многоступенчатая коробка передач. Двух - и трехступенчатые коробки передач наиболее широко используются на практике.

Относительные показатели используются для сравнения различных типов мотор-редукторов и критериев оптимизации. Для унификации и сокращения номенклатуры изготовленных деталей корпуса, валов и зубчатых передач стандартизированы основные параметры редукторов, например: номера передач; дистанции колесной базы; высоту осей и концы выходных валов редукторов. Это позволяет производить серийное производство в одном корпусе с отдельными ступенями с различными передаточными отношениями.

Почему для этого нужен дифференциал? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость

вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой). При жесткой же связи колёс ведущего моста

Основным требованием является то, что шестерни редукторов имеют необходимую прочность и жесткость, поэтому они отливаются главным образом из серого чугуна или алюминиевых сплавов. Для простоты установки редукторы часто разделяются. Исключением являются коаксиальные редукторы и некоторые специальные редукторы - волна, циклоида и т.д. валы в основном установлены на подшипниках качения.

Классификация редукторов Согласно кинематической схеме редукторы обычно делятся на коаксиальные, планетарные и т.д. в зависимости от типа зубчатых колес, используемых для изготовления редуктора, цилиндрические, конические, червячные, волновые, циклоидные и комбинированные коробки передач соответственно различны.

и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий

момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Цилиндрические шестерни могут быть оснащены цилиндрическими шестернями с прямыми, наклонными или шевронными зубьями; конические - с коническими зубчатыми колесами с прямыми и изогнутыми зубьями и червячными передачами - червячным редуктором. Коробка передач может быть изготовлена ​​из последовательно соединенных различных типов редукторов - цилиндрической, конической или червячной передачи. Такие редукторы известны в технике как комбинированные.

Из качеств и надежности электромеханических приводов также зависят технические и экономические показатели современных машин. Выбор мотор-редуктора зависит прежде всего от цели, условий эксплуатации, требуемой надежности и ресурса, а также от значений и ограничений основных параметров, определенных выше.

В результате изучения студент должен знать:

Область применения зубчатых передач;
- классификацию зубчатых передач.

4.1.1 Роль и значение зубчатых передач в машиностроении

Зубчатые передачи являются наиболее распространёнными типами механических передач. Они находят широкое применение во всех отраслях машиностроения, в частности в металлорежущих станках, автомобилях, тракторах, сельхозмашинах и т.д., в приборостроении, часовой промышленности и др. Их применяют для передачи мощностей от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 150 м/с и передаточных числах до нескольких сотен и даже тысяч, с диаметром колёс от долей миллиметра до 6 м и более.

Зубчатая передача относиться к передачам зацеплением с непосредственным контактом пары зубчатых колёс. Меньшее из колёс передачи принято называть шестерней, а большее - колесом. Зубчатая передача предназначена в основном для передачи вращательного движения.

4.1.2 Достоинства зубчатых передач

1) высокая нагрузочная способность;
2) малые габариты;
3) большая надёжность и долговечность (40000 ч);
4) постоянство передаточного числа;
5) высокий КПД (до 0,97…0,98 в одной ступени);
6) простота в эксплуатации.

4.1.3 Недостатки зубчатых передач

1) повышенные требования к точности изготовления и монтажа;
2) шум при больших скоростях;
3) высокая жёсткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

4.1.4. Классификация зубчатых передач

1. По взаимному расположению геометрических осей валов различают передачи:<>br - с параллельными осями - цилиндрические (рис.2.3.1.а-г);
- с пересекающимися осями - конические (рис.2.3.1.д; е);
- со скрещивающимися осями - цилиндрические винтовые (рис.2.3.1.ж);
- конические гипоидные и червячные (рис. 2.3.1.з);
- реечная передача (рис. 2.3.1.и).

Рисунок 2.3.1 Виды зубчатых передач

2. В зависимости от взаимного расположения зубчатых колёс:
- с внешним зацеплением (колёса передач вращаются в противоположных направлениях);
- с внутренним зацеплением (направление вращения колёс совпадают).

3. По расположению зубьев на поверхности колёс различают передачи:
- прямозубые; косозубые; шевронные; с круговым зубом.

4. По форме профиля зуба различают передачи:
- эвольвентные;
- с зацеплением М. Л. Новикова;
- циклоидальные.

5. По окружной скорости различают передачи:
- тихоходные ();
- среднескоростные