Зубчатые передачи, классификация, применение которых находятся также в зависимости от несущей способности, в обязательном порядке проходят термообработку. Зубчатые колеса из стали условно делят на две группы:
Колеса с твердостью зубьев менее 350 НВ. Такой показатель формируется благодаря нормализации или улучшению стали. Непосредственно зубья нарезают уже после термической обработки. Колеса, твердость которых превышает 350 НВ. Такую твёрдость обеспечивает химико-термическое упрочнение: цементация, азотирование, цианирование, поверхностная закалка с помощью токов высокой частоты.
Смазывание зубчатых колес
Классификация зубчатых передач по расположению зубьев будет неполной, если не рассмотреть вопрос смазывания зубчатого зацепления. Сам по себе процесс смазки ориентирован на понижение скорости износа зубьев, отвод тепла и мелких абразивных частиц, повышение КПД всей передачи. Благодаря применению качественных смазочных материалов повышается сопротивляемость колес к заеданию. В роли смазки могут выступать пластичные, жидкие и твердые материалы.
Пластичная смазка чаще всего применяется в открытых передачах, которые работают с температурой не более +120 градусов. Твёрдая смазка эксплуатируется также в открытых передачах, но в тех, рабочая температура которых превышает 100 градусов по Цельсию. Самой востребованной смазкой является жидкая. Наибольшую популярность получили нефтяные масла. Что касается синтетических материалов смазки, то их применяют лишь в особых случаях, поскольку цена их достаточно высока.
Обозначение жидких масел следующее: Индустриальное масло – литера И. Для использования в гидравлических системах – Г. Для тяжелонагруженных передач – Т. Масло, имеющее антикоррозионные, антиокислительные, противоизносные присадки, – С. Масло, не имеющее каких-либо присадок, – А. Конические зубчатые колеса Классификация конических зубчатых передач в упрощенном варианте имеет следующий вид: Колеса конические зубчатые с прямыми зубьями. С тангенциальными зубьями. С криволинейными зубьями. С круговыми зубьями. С линией зубьев в виде эвольвенты. Прямозубые конические колеса чаще всего применяются в открытых передачах, а вот элементы с круговыми зубьями задействованы в редукторах. Характеристики и обозначения
|
|
Основные параметры, на которые опирается классификация зубчатых передач, таковы:
Число зубьев – Z.
Межосевое расстояние – a.
Ширина венца колеса – b.
Радиальный зазор – с.
Высота ножки зуба – ha.
Высота зуба – h.
Делительный диаметр – d.
Начальный диаметр – dw.
Диаметр впадин зубьев – dr.
Диаметр вершин зубьев – da.
Производство зубчатых передач
Зубчатые колеса производятся на автоматических линиях.
Эти узкоспециализированные линии делятся на короткие и комплексные.
Первая группа связана лишь с нарезанием и отделкой зубчатых колес. Вторая представляет собой совокупность станков самого различного предназначения, которые обеспечивают полноценное изготовление зубчатых колес.
В таких линиях применяются полуавтоматические станки для зубообработки, дополнительно укомплектованные загрузочно-разгрузочными и прочими устройствами автоматизации.
В технологических линиях производства колес между производственными станками чаще всего применяют гибкие транспортные связи в виде ленточных и цепных транспортеров, а также подвижных передаточных тележек, которые исключают возникновение забоин и прочих дефектов.
|
|
https://fb.ru/article/256527/obschie-svedeniya-i-klassifikatsiya-zubchatyih-peredach
Червячные передачи
Представление о работе червячной передачи можно получить, рассматривая кинематику резьбовой пары. Рассмотрим винт с трапецеидальной резьбой и сцепляющийся с ним сегмент гайки (рис 9.1). 
При вращении винта сегмент гайки будет совершать поступательное движение в направляющих. Если взять сегмент гайки достаточно большой длины и согнуть его в кольцо, то получим зубчатое колесо, сцепляющееся с винтом и при вращении винта совершающее вращательное движение относительно своей оси. Такой механизм и называется червячной передачей (рис 9.2). Винт в ней называется червяком (ч), а колесо – червячным колесом (ч.к.). Движение червячной передачи преобразуется по принципу винтовой пары. В червячной передаче движение передаётся между скрещивающимися осями. Угол перекрещивания практически всегда равен 900. Этот вариант и будет рассматриваться в дальнейшем. Ведущим звеном обычно является червяк, но может быть и червячное колесо.
Червячные передачи по сравнению с зубчатыми передачами обладают следующими достоинствами:
1. Плавность и малошумность в работе;
2. Высокое передаточное отношение;
3. Возможность самоторможения (из-за трения движение от червячного к червяку не передаётся). Это свойство используется в подъёмных механизмах.
|
|
Недостатки червячной передачи:
1. 
Большие потери на трение, следовательно, большое тепловыделение и необходимость охлаждения;
2. Необходимость применения цветных металлов для снижения трения. Они дороги, следовательно, стоимость передачи высокая;
3. Сложность конструкции и, следовательно, повышенные эксплуатационные расходы. Это обусловлено необходимостью соблюдения высокой точности изготовления и сборки, а также необходимостью регулировки.
Типы червячных передач
Червячные передачи бывают двух типов:
а) цилиндрические (с цилиндрическим червяком) (рис. 9.3, а);
б) глобоидные (с глобоидным червяком) (рис. 9.3, б).
В глобоидных передачах червяк как бы охватывает червячное колесо и увеличивает площадь контакта. При этом растёт нагрузочная способность в 2…4 раза. Технология изготовления этих передач значительно сложнее, поэтому их применение ограничено.
Цилиндрические червячные передачи в зависимости от формы зуба червяка бывают:
а) с архимедовым червяком;
б) с конволютным червяком;
в) с эвольвентным червяком.
Червяк, торцовым профилем которого является архимедова спираль,называется архимедовым червяком и его обозначают ZA. В осевом сечении он имеет трапецеидальный профиль и представляет собой обычный винт (рис 9.4).
Конволютный червяк (обозначение ZN 1) в осевом сечении очерчен выпуклым профилем, в нормальном сечении А-А квинтовой линии – прямолинейный, а в торцовом сечении имеет профиль удлинённой эвольвенты.
Эвольвентный червяк (обозначают Z 1) в осевом сечении также имеет выпуклый профиль, а в торцовом сечении – эвольвентный.
Он представляет собой, по существу, косозубое зубчатое колесо с очень большим углом наклона и малым числом зубьев. Архимедовы червяки имеют стандартный угол профиля a=200 в осевом сечении, конволютные в нормальном, а у эвольвентных – в нормальном сечении косозубой рейки, сцепляющейся с червяком. Нагрузочная способность червяков всех форм приблизительно одинаковая. Архимедов червяк может быть нарезан на обычных токарных и резьбофрезерных станках (не требуется специальных станков), однако шлифование его затруднено, так как необходим круг специального профиля. Поэтому архимедовы червяки широко применяют в передачах, где твёрдость червяка НВ <350.
Конволютные червяки используют редко. Для их шлифования также требуется специальное профилирование шлифовального круга. Эвольвентные червяки применяют при необходимости высокой твёрдости (HRС > 45) и малой шероховатости поверхности. Они нарезаются и шлифуются инструментом с плоскими кромками путём обкатки, подобно зубчатым колёсам на специальных станках. Червячные колёса нарезаются червячными фрезами, которые являются копией червяка.
Муфты
Муфта – устройство, предназначенное для соединения концов валов или для соединения валов с расположенными на них деталями.
Основное назначение: передача вращающего момента без изменения его модуля и направления.
Функции, выполняемые муфтами: предохранение механизма от перегрузок, компенсирование несоосности валов, разъединение или соединение валов во время работы и др.
Классификация муфт
В зависимости от конструкции муфты различаются по функциональному назначению и принципу действу. Различают следующие виды муфт: механические, гидравлические, электрические и др. Широко применяемые муфты стандартизованы.
Основная паспортная характеристика муфты - значение вращающего момента, на передачу которого она рассчитана. Ниже рассматриваются только наиболее распространенные в машиностроении механические муфты.
По характеру соединения валов муфты подразделяют на неуправляемые (постоянные), управляемые и самоуправляемые (автоматические).
Виды муфт
Муфта глухая образует жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов. Применяются обычно глухие муфты для тихоходных валов.
Втулочная муфта – самая простая из глухих муфт, состоит из соединительной втулки со штифтами (рис. 7.1, а) или шпонками (рис. 7.1, б). Основное их достоинство – простота конструкции. Применяют их при относительно небольших нагрузках на валах диаметрами до 60…70 мм.
а) 
б)
Рuс. 7.1. Втулочные муфты со:
а – штифтами; б – шпонками
Муфта фланцевая – наиболее распространенная (рис. 7.2), состоит из двух полумуфт 2, соединенных болтами 1. Болты ставят через один: с зазором (вариант I) и без зазора под развертку (вариант II). Центрирование полумуфт в этом случае осуществляют болтами, установленными без зазора, которые рассчитывают на срез. Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому более распространена.
Рис. 7.2. Фланцевая муфтa
Фланцевые муфты применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинствами таких муфт являются простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.
Жесткая компенсирующая муфта. За счет подвижности деталей такие муфты компенсируют радиальные, угловые и осевые смещения валов, вызванные неточностями их изготовления, монтажа и упругими деформациями. Это позволяет уменьшить нагрузки на валы и подшипники.
Недостаток жестких компенсирующих муфт – отсутствие упругодемпфирующих элементов, смягчающих толчки и удары. Наибольшее распространение получили кулачково-дисковая и зубчатая.
Кулачково-дисковая муфта (рис. 7.3) состоит из двух полумуфт 1 и 3, соединенных промежуточным диском 2. При работе диск перемещается по пазам полyмуфт, и тем самым компенсируются несоосность соединяемых валов (радиальные смещения – до 0,04d, угловые – до 30').
Скольжение выступов в пазах сопровождается их износом. Интенсивность износа возрастает с увеличением несоосности и частоты вращения. Для уменьшения износа поверхности трения муфты периодически смазывают и не допускают на них больших напряжений смятия.
Рис. 7.3. Кулачково-дисковая муфтa
Детали кулачково-дисковых муфт изготовляют из сталей Ст5 (поковка) или 25Л (литье). Для тяжелонагруженных муфт применяют легированные стали типа 15Х, 20Х с цементацией рабочих поверхностей.
Зубчатая муфта (рис. 7.4, а) состоит из двух полумуфт 1 и 3 с наружными зубьями эвольвентного профиля и разъемной обоймы 2 с внутренними зубьями. Передача вращающего момента осуществляется большим числом одновременно работающих зубьев, что обеспечивает высокую нагрузочную способность и малые габариты муфты.
Рuс. 7.4. Зубчатая муфта
Для компенсации смещений деталей предусматривают торцевой зазор δ. Для ослабления вредного влияния кромочного контакта применяют зубья бочкообразной формы (рис. 7.4, б), а соединение выполнено с увеличенными зазорами. Зубчатые муфты допускают угловое смещение валов (рис. 7.4, в) Δα max = 1,5°, радиальное Δr = 0,2…0,6 мм, осевое (на рисунке не показано) – 1…8 мм.
Детали зубчатых муфт изготовляют из углеродистых сталей типа 45, 40Х, 45Л коваными или литыми. Для повышения износостойкости зубья полумуфт подвергают термической обработке до твердости не ниже 40НRC, а зубья обойм – не ниже 35HRC.
Упругие компенсирующие муфты применяются не только для компенсации смещения валов, но и для снижения динамичности нагрузок и амортизации колебаний, возникающих при работе передач машин.
Муфта упругая втулочно-пальцевая (рис. 7.5) состоит из двух полумуфт 1, соединенных пальцами 2, на которые для смягчения ударов надеты гофрированные резиновые втулки. Такие муфты в силу простоты конструкции получили широкое применение в приводах от электродвигателей для валов диаметрами 9…160 мм при вращающих моментах 6,3…16000 Нм.
Рuс. 7.5. Упругая втулочно-пальцевая муфтa
Толщина резиновых втулок невелика, и поэтому амортизирующая способность муфты незначительна. Они допускают радиальное смещение валов до 0,6 мм, продольное – до 5 мм, угловое – до 1°.
Муфта со змеевидными пружинами (рис. 7.6) состоит из двух полyмуфт 1 с зубьями специальной формы, между которыми свободно расположены секции змеевидной пружины 3 прямоугольного сечения. Кожух 2, состоящий из двух половин, служит резервуаром для пластичного смазочного материала и предохраняет пружину от выпадения.
Рuс. 7.6. Муфтa со змеевидными пружинами
Муфта используется для передачи больших вращающих моментов, обладает хорошими эксплуатационными качествами, имеет небольшие габариты, но сравнительно дорогостоящая.
В зависимости от размеров муфты могут компенсировать радиальные смещения валов 0,5…3 мм, осевые – 4…20 мм и угловые до 1°15'.
Материалы полумуфт – сталь 45, стальное литье 45Л; пружин – пружинные стали 65Г, 60С2.
Расчет муфты предусматривает проверку прочности пружины при изгибе методами сопротивления материалов.
Управляемые (сцепные) муфты
Позволяют соединять и разъединять валы без остановки двигателя. По конструкции управляемые муфты можно разделить на кулачковые, зубчатые, основанные на зацеплении, и фрикционные, основанные на трении.
Кулачковые и зубчатые муфты имеют весьма небольшие габариты и массу, не допускают проскальзывания. Однако их включение на ходу сопровождается ударами. Фрикционные муфты позволяют плавно соединять ведущий и ведомые валы под нагрузкой при любой скорости их вращения, предохраняют механизмы от внезапных перегрузок.
Управляемые муфты требуют точной соосности соединяемых вaлов.
Кулачковая муфта (рис. 7.7) состоит из двух полумуфт 1 и 2, имеющих на сцепляемых торцах выступы – кулачки. При включении муфты кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое соединение.
Рис. 7.7. Кулачковая муфтa
Включение кулачковой муфты во избежание ударов производят при остановленном двигателе или с малыми скоростями (до 1 м/с).
Полумуфты чаще всего располагают на одном валу, что обеспечивает хорошую их соосность. При выключенной муфте зубчатое колесо свободно вращается на подшипнике скольжения 3. Если муфта включена, вращающий момент от зубчатого колеса передается через кулачки и шлицы на вал.
Для устранения ударов и шума при включении муфты применяют специальные соединительные устройства – синхронизаторы.
Кулачковые муфты изготовляют из сталей 20, 15Х, 20Х с последующей цементацией или сталей 40Х, 30ХН с последующей объемной закалкой. Размеры муфт принимают конструктивно, а затем выполняют проверочный расчет кулачков на износостойкость и прочность.
Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счет сил трения на рабочих поверхностях (рис. 7.8).
Рuс. 7.8. Фрикционные муфты:
а – однодисковая; б – многодисковая; в – конусная
В начальный период касания полумуфт происходит относительное проскальзывание их рабочих поверхностей (смазанных или сухих), и тем самым обеспечивается плавность включения муфты. При установившемся движении проскальзывание не происходит, а при перегрузке муфта пробуксовывает, что предохраняет машину от поломок.
Фрикционные муфты должны обладать надежностью сцепления, высокой износостойкостью и теплостойкостью контактирующих поверхностей.
Многодисковые фрикционные муфты имеют небольшие габариты и не требуют большого усилия для их включения.
Самоуправляемые автоматические муфты выполняют автоматически одну из следующих функций: ограничение передаваемой нагрузки – предохранительные муфты; передачу нагрузки (момента) только в одном направлении – муфта обгона; включение и выключение при заданной скорости – центробежные муфты.
Предохранительную муфту срабатывают, когда вращающий момент превышает некоторую установленную величину. При достижении вращающим моментом предельной величины под действием осевых усилий, обусловленных формой впадин полумуфты, шарики смещаются в осевом направлении (преодолевая сопротивление пружины) и размыкают муфту с последующим прощелкиванием.
Муфта обгона (мyфты свободного хода) предназначены для передачи вращающего момента только в одном направлении. Наибольшее распространение получили фрикционные обгонные мyфты, передающие вращающий момент за счет заклинивания между полумуфтами промежуточных тел (в основном роликов). Такие муфты бесшумны, компактны, могут работать при высокой частоте вращения. Их изготовляют для вaлов диаметром 10…90 мм и передачи момента до 750…800 Нм.
Обгонные роликовые муфты (рис. 7.9) применяют в приводах агрегатов двигателя самолета (например, в приводах стартер-генераторов) и в приводах несущих винтов вертолетов; при отказе одного двигателя движение винта не тормозится, так как обгонная муфта позволяет зубчатым колесам вращаться. При отказе обоих двигателей обгонные муфты не препятствуют вращению несущего винта в режиме авторотации.
Рис. 7.9. Обгонная муфтa
Пусковую (центробежную) муфту используют для плавного пуска приводов грузоподъемных машин конвейеров и т.п. Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении им определенной скорости начать плавный разгон рабочего органа. Одновременно пусковые мyфты выполняют и предохранительные функции.
Распространены колодочные и дисковые центробежные фрикционные муфты. Центробежную муфту устанавливают на вал электродвигателя. При наличии ременной передачи от электродвигателя к рабочему органу наружную ведомую часть муфты конструируют в виде шкива.