Основные и производные параметры механические передач
Независимо от типа и конструкции в любой механической передаче можно выделить два вала, называемые в направлении передачи мощности входным (ведущим) и выходным (ведомым)
Основные параметры – параметры входного и выходного валов – мощность P (кВт) и частота вращения n (мин-1).
Производные параметры:
· передаточное число
· коэффициент полезного действия
· угловая скорость вращения вала, рад/с
· крутящий момент, Н•м
В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов передачи делятся:
· на редукторы (понижающие передачи) – от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения (n1 > n2) и увеличивают крутящий момент (Т1 < Т2);
· на мультипликаторы (повышающие передачи) – от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения (n1 < n2) и уменьшают крутящий момент (Т1 > Т2).
Конические передачи
Конические зубчатые передачи применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 900.
Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические, вследствие следующих причин:
1. Для нарезания конических колес требуются специальные станки.
2. Необходимо выдерживать допуски на углы при вершинах конусов.
3. При монтаже нужно обеспечивать совпадение вершин конусов.
4. Сложнее выполнять колеса той же точности, что и цилиндрические.
5. Пересечение валов усложняет расположение опор вследствие того, что одно из конических колес располагается, как правило, консольно.
6. В коническом зацеплении действуют осевые силы, усложняющие конструкцию опор.
Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической.
Конические передачи получили широкое распространение вследствие того, что из условия компоновки необходимо располагать валы под углом.
Для повышения нагрузочной способности конических колес применяют колеса с непрямыми зубьями.
На практике наиболее распространены конические колеса с тангенциальными и круговыми зубьями. Тангенциальные зубья направлены по касательной к некоторой воображаемой окружности радиусом е и составляют с образующей конуса угол 25..300. Круговые зубья располагаются по дуге окружности а, по которой движется инструмент при нарезании зубьев.
Червячные передачи
Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 900. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары или по принципу наклоненной плоскости.
Преимущества:
· большие передаточные отношения;
· плавность и бесшумность работы;
· высокая кинематическая точность;
· самоторможение.
Недостатки:
· низкий ККД;
· износ, заедание;
· использование дорогих материалов;
· требования к высокой точности сборки.
В червячной передаче, в отличие от зубчатой, окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают. Они направлены под углом 900 и отличаются по значению. При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной снижения ККД, повышенного износа и заедания.
КПД червячной передачи ниже КПД зубчатых передач.
Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса − бронза, реже из латунь или чугун.
Для охлаждения червячных передач увеличивают площадь охлаждения корпуса, используют вентиляторы или дополнительную систему охлаждения.
Методы изготовления зубчатых колес
· копирование,
· накатка,
· обкатка.
При изготовлении методом копирования используются пальцевая или дисковая модульная фреза, профиль которой соответствует профилю впадин зубчатого колеса. Вращаясь, фреза перемещается в направлении боковой образующей зуба. За каждый шаг фрезы вдоль оси колеса нарезается одна впадина. После этого колесо поворачивается. Потом процесс повторяется. Этот метод малопродуктивен и нуждается в большом количестве режущего инструмента. К методам копирования также принадлежат: отливка, штампование, протягивание, строгание.
Метод накатки – зубчатое инструментальное колесо накатывает зубья колеса, материал которого достаточно эластичный (в холодном или горячем стане). Используется для мелкомодульных колес
При методе обкатки для нарезания колес используется инструментальная рейка. Преимущество в том, что одним и тем же инструментом можно изготовить колеса с любым количеством зубьев общего модуля.
Метод обкатки (долбяком, рейкой, червячной фрезой) заключается в том, что режущему инструменту и заготовке придается то относительное движение, которое имели бы зубчатые колеса, находясь в зацеплении.
Если при изготовлении зубчатого колеса средняя (делительная) линия режущего инструмента касается делительной окружности заготовки колеса, то нарезаются колеса без смещения. Если средняя линия рейки смещается относительно центра заготовки нарезаются колеса со смещением (положительное (от центра) - увеличиваются размеры колеса, толщина зубца, зуб упрочняется; отрицательное (к центру) - используется для уменьшения межосевого расстояния, уменьшения габаритов, при этом возможно подрезание зубьев).