|
|
|
содержание .. 5 6 7 8 ..
5 5
5 4
тельных
зазорах
в
подшипниках
необходимо
осевую
силу
F
а1
на
ведущей
шестерне
направить
к
основанию
делитель
-
ного
конуса
.
Для
этого
направление
вращения
ведущей
ше
-
стерни
(
если
смотреть
со
стороны
вершины
делительного
конуса
)
и
направление
наклона
зубьев
должны
совпадать
(
на
рис
. 7.2,
б
шестерня
1
вращается
по
ходу
часовой
стрел
-
ки
,
т
.
е
.
вправо
,
и
зуб
шестерни
—
правый
).
В
передаче
с
круговым
зубом
при
соблюдении
этого
условия
:
окружную
силу
F
t
определяют
по
формуле
(
1
0.6);
радиальная
сила
на
шестерне
(
при
α
w
= 20°;
β
m
= 35°)
(
)
.
sin
7
,
0
cos
44
,
0
1
1
δ
−
δ
=
t
r
1
F
F
(
1
0.8)
осевая
сила
на
шестерне
(
при
α
w
= 20°;
β
m
= 35°)
).
0,7
(0,44
1
1
t
a
1
cos
sin
F
F
δ
+
δ
=
(
1
0.9)
Силы
на
колесе
соответственно
равны
:
F
r2
=F
a
1
; F
a2
=F
r
1
.
10.5.Расчет
на
контактную
прочность
Прочностной
расчет
конической
передачи
осно
-
ван
на
допущении
,
что
несущая
способность
зубьев
коничес
-
кого
колеса
такая
же
,
как
у
эквивалентного
цилиндрическо
-
го
(
см
.
рис
.
1
0.
1
)
с
той
же
длиной
зуба
b
и
профилем
,
соответ
-
ствующим
среднему
дополнительному
конусу
(
среднему
сечению
зуба
).
Практика
эксплуатации
показала
,
что
при
одинаковой
степени
нагруженности
конические
передачи
выходят
из
строя
быстрее
цилиндрических
.
Формула
для
проверочного
расчета
стальных
конических
зубчатых
передач
имеет
вид
[ ]
,
H
H
3
e
1
1
H
4
H
u
d
T
K
1
0
6,7
σ
≤
Θ
⋅
=
σ
(
1
0.
1
0)
где
T
1
—
в
Н
.
м
;
d
e
1
—
в
мм
.
Для
прямозубых
конических
передач
Θ
H
=
Θ
F
= 0,85.
Для
передач
с
круговыми
зубьями
значения
Θ
H
даны
в
табл
.
1
0.2.
Т а б л и ц а
1
0.2.
Значения
коэффициентов
Θ
H
и
Θ
F
для
конических
передач
с
круговыми
зубьями
Коэффициент
К
Н
нагрузки
для
конических
передач
:
K
H
= K
H
β
K
Hv
.
Коэффициент
K
H
β
учитывает
неравномерность
распреде
-
ления
нагрузки
по
длине
контактных
линий
.
Для
колес
с
круговыми
зубьями
0
H
H
K
K
β
β
=
при
условии
1
,2
≥
β
H
K
,
(
1
0.
11
)
где
K
H
β
—
коэффициент
,
выбираемый
по
таблице
в
зависимости
от
отношения
ψ
bd
= b/d
1
,
твердости
зубчатых
колес
и
схемы
передачи
.
Для
большинства
конических
передач
отношение
шири
-
ны
зубчатого
венца
(
длины
зуба
)
к
внешнему
конусному
расстоянию
К
be
= b/R
e
= 0,285,
тогда
1
1
66
,
0
2
+
=
ψ
u
bd
.
(
1
0.
1
2)
Для
прямозубых
конических
передач
К
b
е
выбирают
по
таблице
,
принимая
K
H
β
=
K
O
H
β
.
Значение
коэффициента
К
H
динамической
нагрузки
для
передач
с
круговыми
зубьями
выбирают
такое
же
,
как
и
для
цилиндрических
косозубых
передач
.
Для
конических
прямозубых
передач
К
Hv
выбирают
также
по
таблице
,
но
с
условным
понижением
степени
точности
на
единицу
(
напри
-
мер
,
для
фактической
степени
точности
7
значение
К
Hv
вы
-
бирают
по
степени
точности
8).
Проектировочный
расчет
.
Решив
зависимость
(
1
0.
1
0)
от
-
Твердость
зубчатых
колес
Θ
H
Θ
F
H
1
≤
350
НВ
,
Н
2
≤
350
НВ
Н
1
≥
45 HRC, H
2
≤
350
НВ
H
1
≥
45HRC,
H
2
≥
45HRC
1
,22+0.2
1
u
1
,
1
3+0.
1
3
u
0,8
1
+0,
1
5
u
0,94 + 0,08
u
0,85 + 0,04
u
0,65 + 0,
11
u
5 7
5 6
носительно
d
e
1
,
получим
формулу
проектировочного
расче
-
та
для
стальных
конических
зубчатых
передач
[ ]
,
)
1
(
3
2
1
H
ba
H
a
w
u
T
K
u
K
a
σ
ψ
+
≥
(
1
0.
1
3)
где
d
e
1
—
внешний
делительный
диаметр
шестерни
,
мм
;
Т
1
—
в
H
.
м
;
[
σ
]
H
—
в
Н
/
мм
2
.
10.6.Расчет на изгиб
Аналогично
расчету
цилиндрической
прямозубой
передачи
[
см
.
формулу
(8.8)]
расчетные
напряжения
изгиба
в
зубьях
конических
колес
и
условие
их
прочности
:
[ ]
;
1
1
1
F
F
Fs
t
F
F
bm
Y
F
K
σ
≤
Θ
=
σ
(
1
0.
1
4)
[ ]
,
F2
F
1
Fs
1
Fs2
F2
Y
Y
σ
≤
σ
=
σ
(
1
0.
1
5)
где
т
—
модуль
нормальный
в
среднем
сечении
конического
колеса
(
см
.
табл
.
1
0.
1
);
Y
Fs
—
коэффициент
формы
зуба
и
концентрации
напряжений
эквивалентного
колеса
с
учетом
коэффициента
смещения
х
e
(
х
n
);
Y
Fs
выбирают
по
z
v
(
z
vn
);
Θ
F
—
коэффициент
,
учитывающий
влияние
на
несущую
способность
передачи
вида
конических
колес
,
выбирают
по
табл
.
1
0.
1
;
К
F
—
коэффициент
нагрузки
.
Коэффициент
K
F
нагрузки
для
конических
передач
К
F
=K
F
β
K
Fv
.
Коэффициент
K
F
β
,
учитывающий
неравномерность
рас
-
пределения
нагрузки
по
длине
контактных
линий
.
Значения
коэффициента
К
Fv
динамической
нагрузки
вы
-
бирают
по
таблице
.
Глава 11.
ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
11.1. Общие сведения
Червячные
передачи
относят
к
передачам
зацеп
-
лением
.
Их
применяют
для
передачи
вращательного
движе
-
ния
между
валами
,
угол
скрещи
-
вания
осей
которых
составляет
Θ
= 90° (
рис
.
11
.
1
).
В
большин
-
стве
случаев
ведущим
является
червяк
,
т
.
е
.
короткий
винт
с
тра
-
пецеидальной
или
близкой
к
ней
нарезкой
.
Червячная
передача
—
это
зубчато
-
винтовая
передача
,
дви
-
жение
в
которой
осуществляют
по
принципу
винтовой
пары
.
Достоинства
червячных
пере
-
дач
1
.
Возможность
получения
большого
передаточного
числа
в
одной
ступени
(
и
до
80).
2.
Ком
-
пактность
и
сравнительно
небольшая
масса
конструкции
.
3
.
Плавность
и
бесшумность
работы
.
4.
Возможность
полу
-
чения
самотормозящей
передачи
,
т
.
е
.
допускающей
движе
-
ние
только
от
червяка
к
колесу
.
Самоторможение
червяч
-
ной
передачи
позволяет
выполнить
механизм
без
тормозно
-
го
устройства
,
препятствующего
обратному
вращению
колес
(
например
,
под
действием
силы
тяжести
поднимаемо
-
го
груза
).
5.
Возможность
получения
точных
и
малых
пере
-
мещений
.
Недостатки
.
1
.
Низкий
КПД
.
2.
Необходимость
примене
-
ния
для
венцов
червячных
колес
дорогих
антифрикционных
материалов
.
3.
Повышенное
изнашивание
и
склонность
к
заеданию
.
4.
Необходимость
регулировки
зацепления
.
Применение
.
Червячные
передачи
применяют
при
неболь
-
ших
и
средних
мощностях
,
обычно
не
превышающих
1
00
кВт
.
Рис
.
11
.
1
.
Червячная
передача
:
1
—
червяк
; 2 —
венец
червячного
колеса
5 9
5 8
Применение
передач
при
больших
мощностях
неэкономично
из
-
за
сравнительно
низкого
КПД
и
требует
специальных
мер
для
охлаждения
передачи
.
Червячные
передачи
широко
применяют
в
транспортных
и
подъемно
-
транспортных
машинах
,
а
также
с
целью
полу
-
чения
малых
и
точных
перемещений
(
делительные
устрой
-
ства
станков
,
механизмы
настройки
,
регулировки
и
др
.).
Червячные
передачи
во
избежание
их
перегрева
предпоч
-
тительно
использовать
в
приводах
периодического
,
а
не
не
-
прерывного
действия
.
11.2.
Классификация червячных передач
В
зависимости
от
формы
внешней
поверхности
червяка
(
рис
.
11
.2)
передачи
бывают
с
цилиндрическим
(
а
)
или
с
глобоидным
(
б
)
червяками
.
Глобоидная
передача
имеет
повышенный
КПД
и
более
вы
-
сокую
(
в
1
,5
раза
)
несущую
способность
,
но
сложна
в
изготов
-
лении
,
сборке
и
очень
чувствительна
к
осевому
смещению
чер
-
вяка
,
вызываемому
,
например
,
изнашиванием
подшипников
.
Ниже
рассмотрены
передачи
с
цилиндрическими
червяка
-
ми
,
чаще
всего
применяемые
на
практике
.
В
зависимости
от
направления
линии
витка
червяка
чер
-
вячные
передачи
бывают
с
правым
(
предпочтительнее
для
применения
)
и
левым
направлениями
линии
витка
.
В
зависимости
от
расположения
червяка
относительно
колеса
(
рис
.
11
.3)
передачи
бывают
с
нижним
(
а
),
верхним
(
б
)
и
боковым
(
в
)
червяками
.
Расположение
червяка
определяет
общая
компоновка
изделия
и
принятый
способ
смазывания
зацепления
.
При
картерном
способе
смазывания
и
окружной
скорости
червяка
v
1
≤
5
м
/
с
обычно
применяют
нижнее
распо
-
ложение
червяка
.
При
больших
скоростях
во
избежание
по
-
вышенных
потерь
на
перемешивание
и
разбрызгивание
мас
-
ла
применяют
верхнее
расположение
червяка
.
В
зависимости
от
формы
винтовой
поверхности
резьбы
цилиндрического
червяка
передачи
бывают
с
архимедовым
,
конволютным
и
эвольвентным
червяками
.
Каждый
из
них
требует
своего
способа
нарезания
.
Архимедов
червяк
в
осевом
сечении
(
сечение
А
-
А
на
рис
11
.4)
имеет
прямолинейный
профиль
витка
,
аналогичный
ин
-
струментальной
рейке
.
Угол
между
боковыми
сторонами
профиля
витка
у
стандартных
червяков
2
α
= 40°.
Если
тот
же
резец
повернуть
на
угол
подъема
винтовой
линии
червяка
(
положение
2
на
рис
.
11
.4)
так
,
чтобы
его
верх
-
няя
плоскость
А
-
А
была
перпендикулярна
винтовой
линии
,
то
получаемая
при
нарезании
винтовая
поверхность
даст
в
тор
-
цовом
сечении
кривую
—
конволюту
(
удлиненную
или
уко
-
роченную
эвольвенту
окружности
).
Такой
червяк
называют
конволютным
.
Если
резец
установить
так
,
чтобы
его
верхняя
плоскость
А
-
А
(
положение
3
на
рис
.
11
.4),
смещенная
на
некоторую
ве
-
личину
е
,
была
параллельна
оси
червяка
,
то
получаемая
при
нарезании
винтовая
поверхность
даст
в
торцовом
сечении
Рис
.
11
.2.
Схемы
червячных
передач
с
цилиндрическим
(
а
)
и
глобоидным
(
б
)
червяками
Рис
.
11
.3.
Схемы
расположения
червяка
относительно
колеса
a)
б
)
в
)
6
1
6 0
кривую
—
эвольвенту
окружности
.
Червяк
с
такой
винтовой
поверхностью
называют
эвольвентным
.
Эвольвентный
чер
-
вяк
представляет
собой
цилиндрическое
косозубое
колесо
с
эвольвентным
профилем
и
с
числом
зубьев
,
равным
числу
витков
червяка
.
На
практике
выбор
профиля
нарезки
связан
с
возможно
-
стью
последующего
шлифования
.
Наибольшее
распростра
-
нение
получили
конволютные
червяки
.
11.3. Основные
геометрические
соотношения в червячной передаче
Геометрические
размеры
червяка
и
колеса
опре
-
деляют
по
формулам
,
аналогичным
формулам
для
зубча
-
тых
колес
.
В
червячной
передаче
расчетным
является
осевой
модуль
червяка
т
,
равный
торцовому
модулю
червячного
колеса
.
Значения
расчетных
т
одулей
и
выбирают
из
ряда
: 2; 2,5;
3,
1
5; 4; 5; 6,3; 8;
1
0;
1
2,5;
1
6; 20
мм
.
Основными
геометрическими
размерами
червяка
являют
-
ся
(
рис
.
11
.5):
делительный
диаметр
,
т
.
е
.
диаметр
такого
цилиндра
червяка
,
на
котором
толщина
витка
равна
ширине
впадины
:
d = mq ,
(
11
.
1
)
где
q
—
число
модулей
в
делительном
диаметре
червяка
,
или
коэффициент
диаметра
червяка
.
С
целью
сокращения
номенкла
-
туры
зуборезного
инструмента
значения
q
стандартизованы
(
табл
.
11
.
1
);
расчетный
шаг
червяка
р
=
π
т
;
ход
витка
(
рис
.
11
.6)
р
h
= pz
1
,
где
z
1
—
число
витков
чер
-
вяка
:
1
; 2
или
4 (
z
1
= 3
стандартом
не
предусмотрено
);
высота
головки
витка
червяка
и
зуба
колеса
(
см
.
рис
.
11
.5)
h
a
1
=h
a2
=m
;
высота
ножки
витка
червяка
и
зуба
колеса
h
f
1
=h
f2
=
1
,2m
;
угол
профиля
витка
в
осевом
сечении
2
α
= 40°;
диаметр
вершин
витков
d
a
1
= d
1
+ 2h
a
1
= d
1
+ 2m
;
(
11
.2)
диаметр
впадин
витков
d
f
1
= d – 2h
f
1
= d
1
– 2,4m
;
(
11
.3)
делительный
угол
подъема
линии
витка
(
см
.
рис
.
11
.6)
q
z
d
p
tg
h
/
)
/(
1
1
=
π
=
ψ
.
(
11
.4)
Рис
.
11
.4.
Схема
установки
инструмента
при
нарезании
червяка
А
-
А
2
α
Резец
Архимедова
спираль
Рис
.
11
.5.
Основные
размеры
цилиндрического
червяка
содержание .. 5 6 7 8 ..
|
|
|