Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расчёт зубчатых и червячных передач. Передачи Новикова, глобоидные и червячно-спироидные

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
3.58 Mб
Скачать

6.Определяют угол р спирали зуба колеса:

 

Р = 90° — (А--НО

и задаются

направлением вращения н направлением спирали

зуба колеса

и винтовой линии червяка.

7.Определение осевого модуля т

т<кЬ

и51П К с05 6^

2|3|П|1 с « р гсозй1У

Осевой модуль округляется по ГОСТ 9563—60. По стандартному модулю корректируется межосевое расстояние

шг|Ь1пр /нмп>. ■со$6Л 21&К I севр с<кй|)’

Если по каким-либо причинам необходимо наряду со стандарт­

ны»! модулем иметь определенное

межосевос расстояние, то по­

следнее

можно приблизить к

нужному, значению аи1 изменяя

угол

В этом случае величину

угла 64 по заданным ли и т

можно определить следующим

образом:

где

д = / 2о0 >ер __ и«пХV

 

 

^1№|3!11|1

С05 Р /

Если д4 выйдет за пределы значений (Б ., , 10е), то следует изменить пел1нишу осевого модуля т к пересчитать й. При этой следует учитывать, что предпочтительным является угол Д,, ле­ жащий ближе к нижнему пределу. После указанных* пересчетов необходимо привести в соответствие все ранее определенные ве­ личины.

8. Определение размеров элементов зацепления (сац. табл. 2.2). Рыб Л„; А/, </а; Ац ; ся\

9. Определив спорость скольжения, находят коэффициент тре­ пни (см. рис. 2.7), определяют КПД и силы, действующие в пе« редаче, а также производят проверку тела червяка на прочность, жесткость. Если жесткость червяка оказывается недостаточной,

выбирают меньшее значение отношения — (см. рис. 2.11).

10. Выполняют тепловой расчет.

41

Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я

ПЕРЕДАЧИ С ЗАПОЛГОСНЫ/11 И ДОЗА ПОЛЮСНЫМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ М. Л. НОВИКОВА

3.1 Общие положения

Зубчатые колеса с точечным зацеплением М. Л. Новикова применяются для передачи вращении между оснМп, произвольно расположенными пространстве. Они могут быть выполнены п

Ркс. 3.1. Образование поверхносгл туба шестерни (а) н коле­ са (б) ааполюсного зацепления:

/ — доктельвыП (Ш1ЛЫШ11] цилиндр; I — линия коямита; 3 пре. фыь ■ |1врк>липок сечение зубл.

виде цилиндрических и конических зубчатых колес, а также л ви­ де червячной передачи с одной или двумя линиями зацепления.

Е дан пол! пособия рассмотрены цилиндрические зубчатые ко­ леса с точечным зацеплением, предназначенные для передачи движения между валами с параллельными осями. [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19)..

Образование поверхности зуба в зацеплении М. Л. Новикова можно представить следующим образом. На поверхности 1 дели­ тельного цилиндра зубчатого колеса, совпадающего с начальным: цилиндром (рис. 3.1, в, б), располагается винтовая линия АВ постоянного шага. Ясли взять круг радиусом г или фигуру,

42

близкую к нему, и перемещать центр этой фигуры по винтовой линии АВ так, чтобы плоскость се все время оставалась парал­ лельной самой себе, то эта фигура опишет в процессе движения какую-то поверхность. Эта поверхность показана на рнс. 3.1, а, б. Любая часть се может быть принята за рабочую поверхность зу­ ба рассматриваемых зубчатых колес.

За

поверхность

зуба

шестерни

 

за пол юского зацепления принимает­

 

ся та часть полученной поверхности,

 

которая лежит снаружи делительно­

 

го цилиндра. Поэтому зубьн шестер­

 

ни в этом случае

имеют

выпуклый

 

круговой профиль

(рис. 3 .1, я ).

 

За поверхность зуба холеса за по­

 

люсного зацепления принимается та

 

часть рассматриваемой поверхности,

 

которая лежит внутри делительного

 

цилиндра. Поэтому зубья колеса л

 

этом случае имеют вогнутый круго­

 

вой профиль (рнс, 3.1, б).

 

 

 

Поверхность зуба шестерни и ко­

Рис. 3.2. Образование поверх-

леса

дозаполюсного

зацепления

(рве. 3. 2) образуется перемещением

“«г»зуба доааполюсносо зацеп-

сокряженных кругов но трем пинто.

С1и*влмыа,

13ЫМ ЛИНИЯМ А |

Б | ,

А з

В ] . К

А $ В з.

Я1ИДр; 2 — Профиль в ■оркдлькаы

Поэтому зубья

шестерни

и

колеса

вмеии“ ***'

имеют одинаковый выпукло-вогнутый профиль.

При условия разницы и радиусах сопряженных профилей эти профили в любом поперечном сечении зубьев шестерни и колеса могут касаться только в одной точке Я, которая называется точ­ кой зацепления. Отсюда произошло название точечного зацепле­ ния. Б различных фазах зацепления суммарное число точек всех сопряженных зубьев не остается постоянным и определяется параметрами передачи.

По ходу вращения точки зацепления в любом поперечном се­ чении сопряженных зубьев могут располагаться за полюсом (рис. 3.3, о), до полюса (рис. 3.3, б) л одновременно в двух раз­ ных сечениях зубьев до л зз полюсом (рис. 3.4). Соответствую­ щие варианты зацепления Новикова называются заиолюс нымн, дополюснымк п дозаполюсиыын. Ниже рассматриваем наибо­ лее распространенные за полюсный и дозаполюсвый варианты зацеплении.

Траектории точек зацепления в неподвижном пространство называются линиями зацепления. Они представляют собой пря­ мые линии, расположенные ларалсльно осям вращения колес. В заполюсном зацеплен ли имеется одна линия зацепления, соответ­

ствующая точке К (рис. 3.5); в

дозаполюсном— две, соответст­

вующие точкам

и Къ (см. рис,

3.4 и 3.5).

13-

Трлекторше точек зацепления о подвижном; пространстве,

связанном с вращающимся колесом, называются лн/шя.мнхсж7а/с- та. Лишне контакта являются винтовыми линиями, расположен­

ными на поверх н о ет зубьев шестерни и колеся (см. рис. 3.1, о, в;.

Рнс, 3.3. Сопряженные зачатые колоса одноточечного зацепления:

а— ысолдеяого-; { - д о ш о л ю с н о г о .

3.2, 3.5). В соответствии с количеством точек зацепления о заполюсном зацеплении имеется одна пара линии контакта на голойке зуба шестерик и ножке зуба колеса, а в дозаполюсном— две лари линий контакта, расположенных попарно как на голопке, так н на ножке зубьев шестерни и колеса.

Зубчатые колеса с рассматриваемым зацеплением имеют только винтовое расположение зубьев, как у косозубых нлн шев­ ронных колес. Поясним это на примере эаполюсного зацепления. Как уже указывалось; зубья таких колес касаются друг друга лишь а одной точке. Пусть в данный момент времени касание зубьсо шестерни; и колеса происходит в одном из нормальных се­ чений. После того как зуб шестерни сообщит движение колесу, профили зубьев шестерни и колеса в рассматриваемом сечении выйдут из зацепления. Если бы передача была выполнена с прямыми зубьями, то они полностью бы вышли из зацепления н непрерывность движения нарушилась. Но поскольку передача имеет винтовое расположение зубьев, о зацепление войдет новое сечение зуба шестерни, которое вновь сообщит движение колесу, н тем самым будет сохраняться непрерывность движения. Ана­ логичный характер передачи движения пмёег место и в доз апо­ люсном зацеплении. Итак, в рассматриваемом зацеплении нспрв-

44

рывность движения может быть обеспечена лишь благодаря винтовому расположению зубьев.

Точечные зубчаты© передачи с круговым профилем в нор­ мальном селении по сравнению с нередачам н е эвольвегным про­ филем обладают рядом преимуществ.

Основное из них — высокая несущая спо­ собность, которая объясняется тремя ос­ новными причинами.

Первая причина состоит в том, что

 

 

радиусы кривизны зубьев в направлении

 

 

касательных к линиям контакта оказы­

 

 

ваются больше соответствующих радиу­

 

 

сов кривизны о эвольвентам

зацеплении

 

 

при одннановых размерах зубчатых ко­

 

 

лес. Как будет показано ниже, это приво­

 

 

дит к увеличению

контактной

прочности

 

 

зубьев.

 

 

 

 

 

Второй причиной является то,

что

 

 

фактическая контактная площадка

о за ­

 

 

цеплении Нови копа больше чем в эволь­

Ри с .

3.4. Сопряжен­

вентлом зацеплении при одинаковых раз­

мерах зубчатых колес. Это можно объяс­

ные

зубчатые колеса

нить следующим образом.

 

 

двухточечного (доэапо-

 

 

лккеюго) зацепления.

Теоретическая

контактная

площадка

 

 

и передаче с эвольвенты*! профилем имеет вид узкого прямо­ угольника, расположенного вдоль зуба и перемещающегося в

процессе зацепления по профилю зуба. Ф актическая

контактная

 

площадка из-за концентрации

 

нагрузки

получается

значи­

 

тельно

меньше

теоретической

 

(рис.

3.6).

В

зацеплении

 

М. Л. Новикова в результате

 

приработки

зубьев

точечный

 

контакт превращается в линей­

 

чатый

контакт

профилен по

 

псой рабочей

высоте

зубьев.

 

В пространстве же возникает

 

контактная

площадка

доволь­

Р и г . 3.5. Траектории точки зацепле­

но больших размеров,

которая

ния Д:

перемещается

по длине зуба.

Ь . л I., —личин ксигакгд шестерни и ко.

Как это видно на рис. 3.7, в за ­

леса; Ь ,—лилия зацепления.

полюем ом зацеплении

имеется

 

одно пятно касания, в дозаполюсном — два, расположенных как в а головке, так и на ножке зуба и смещенных друг относитель­

но друга в осевом напрашфнии,

ч

 

Третья причина состоит в том, что в рассматриваемых

пере­

дачах. тю сравнению с эвольвентлы ьш

возникают более

благо­

приятные условия смазки зацепления.

 

 

45

Повышение несущей способности передач с зацеплением М. Л. Новикова лает возможность по сравнению с эвольвент ними передачами уменьшить габариты н вес или использовать для их изготовления менее прочные ма­

териалы.

Улучшение условий смазки зацепления не только является одной из причин увеличения несу­ щей способ кости передач с зацеп­ лением М. Л . Новикова, но и спо­ собствует увеличению КПД этих

 

 

 

передач.

Специфическая

форма

 

 

 

поверхности зубьев и их большая

Рис. Э.6. Контактная тб)(С!И-

скорость

качения

способствуют

ясская (о) и фактическая (0}

хорошему

заклиниванию

смазки

площадки эмльвенгного

зацеп­

и возникионению

ее устойчивого

ления.

1

1.

слоя в зоне контакта. О рассмат­

 

 

 

риваемых передачах относительное движение сопряженных зубьев сводится, в основном, к их взаимному перекатыванию; отеш- стельное же скольжение мало.

К преимуществам рас­ сматриваемых передач так­ же относится их малая чув­ ствительность к перекосам геометрических осей валов, которые могут возникать в результате деформации де­ талей передач н неточности в нх изготовлении. Здесь эти явления вызывают толь­ ко перемещение контактной площадки по рабочей по­ верхности зубьев, а в эволь­ в е н т а х передачах— значи­ тельное сокращение разме­ ров контактной площадки.

К недостаткам передач с

зацеплением М. Л. Новико­

Рис. 3.7, Конпктная площадка за-

ва можно отнести повышен­

полюсного (о) к дозаполюсного (0)

ную чувствительность

МХ X'

зацепления

М. Л. Новикова:

/>-»у1

шытервн;

1 —поирноеь »>т5а

изменению

межосевого

рас­

колю;

3 — ммткпип лнвм* профилеЯ;

стояния,

недостаточную

4 —фтсшчесии контакта в площадка.

плавность работы и более значительные шумовые явления по сравнению с эоольвентиыми передачами. Эти недостатки в боль­ шей степени относятся к за полюсном у и дополюсному вариантам н в меньшей степени — к дозаполюспому. Недостатком эяполюсного н додолюсного вариантов зацепления, кроме того, яв-

46

Т «блина 3.1

Элементы неходкого контура доааполюсп&го аацеплення (ГОСТ 16023^-76}

 

 

 

 

 

 

 

К«эфф|цмнты п«ранетро1 (1 доло

иолгля) ж

 

 

 

 

 

 

 

утлонсе параметры дпж лодужж етп. мы

 

 

 

 

 

 

 

до э, 1.5

са. 3,15

е*. о.з

» . 10

 

 

 

 

 

 

 

 

ДО(.3

до Ю

да ю

 

 

 

 

 

 

Исгодный кошгур

 

 

Радиус

кривизны

профиля го*

1,147

 

1,150

 

ИООК1Г,

являющегося

дугой

 

 

 

 

окружности |1а

 

 

 

 

 

 

 

Радиус кривизны профиля нож.*

1,307

1,290

1,270

1.250

Кн. являющегося дугой

окруж­

 

 

 

 

ности Ру

 

 

 

 

 

 

 

 

Радиус

кривизны

переходной

0,52246

0.52155

0,50677

0,49785

кривой,

являющейся лугоП ок­

 

 

 

 

ружности р/

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние

от

центра

окруж­

 

0,39270

 

ное!и радиуел

р а

до оси сим­

 

 

 

 

метрии

зуба

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние

от

центра

окруж­

0,50526

0,46991

0,47462

0,45680

ности радиуса

р/

до оси сим­

 

 

 

 

метрии впадины /у

 

 

 

 

 

Смещение

центра

окружности

0,07261

0,06356

0,05418

0,04640

радиуса ^

от делительной пря­

 

 

 

 

мой ЛГ/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота головки

 

 

 

 

0,6

 

Высота ножки /.у

 

 

 

1,05

 

Делнтсльнвя толщина зуба у

1,53215

1,53532

1,53915

1,5400

Делительная ширина с

 

1,60914

1,60627

1,00214

1,00090

Угол

профиля

в

точках каса­

8е 10' 30е

7е 39г 47*

5е 23* 02*

8* 3 4 'ЗТ'

ния

прямолинейного отрезка с

 

 

 

 

профилями головкн и ножки а!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пара ндентичных нсхоу\ных конту|>ов

 

Высота до контактной точки Ад [

0,52073

 

0.52209

 

Толщина

эубв

по коитахтным 1

1,25857

 

1,26302

 

точкам

ад

 

 

 

Г

 

 

 

17

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

3.1 (продолжение)

 

 

 

 

Коэффициенты м р л и е тр м

(а долях модуля) я

 

 

 

 

углоьыг пар«метри д м

модуля

тп,мм

 

Наимыгаывв* пар «.метров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-СП. 3.15

св.

6 .3

св.

10

 

 

 

 

Д»

До О, 3

до

10

до

16

Ширина_впадины по коигахнгым

1 .3 1 8 *?

1,31892

 

1,31392

 

т о ч ка м

с*

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина захода зубьев Нш

 

1 ,8

 

 

 

 

Радиальный зазор с

 

 

0 ,1 5

 

 

 

 

Боковой эяэор по прямой, про­

0 ,0 0 0

0 ,0 э 5

 

0 ,0 5 0

 

ходящей через

контактные, точ

 

 

 

 

 

 

К " ; *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол

профиля

о

контактной

 

27°

 

 

 

 

течке о

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

Допускается

нзмеиптъ

ферму линии

сопряжения

дуг

образумим* арэфвлн головки к ножки зуба,

не нзчсияя их суммарной длины

ляется необходимость применения фрез с различным профилем зубьев для нарезания шестерни II колеса.

 

3.2. Основные параметры и геометрия

 

 

Основными

параметрами

зубчатых

передач

с

зацеплением

М .'Л . Новикова

являются

межосевые расстояния, модули, пере­

даточные числа, ширина

зубчатых

колес,

углы

наклона

зубьев,

угол давления

к

величина

 

абсолютного смещения. Ряд из этих

параметров определяется

 

исходным

контуром

зубчатых

колес,

регламентированным для

за полюсного

зацепления (рис. 3.8) нор­

малью машиностроения МН

4229-63 и для доэаполюсного (рис. 3.9,

табл, 3 .1 )-Г О С Т

15023-76.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор межосевых расстояний а№Лпередаточных чисел и

и рас­

пределение их

по ступеням

производится

так

же, как и для эволь-

вентных передач в соответствии с ГОСТ 2185—66.

 

 

В качестве стандартного модуля принимается нормальный мо­

дуль т„ в диапазоне дт

 

1,6 до

63

мм

по

ГОСТ

14186—69

(табл. 3.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол наклона зубьев р на делительном цилиндре принимается равным 10 . . . 24°. С уменьшением р увеличивается контактная прочность зубьев, уменьшаются осевое давление па зуб к коэффи­ циент перекрытия. Поэтому для повышения плавпостк работы передачи увеличивают ширину колес.;

43

- Ширина зубчатых колес для редукторных к открытых передач

 

 

 

Ь

-

ЛдЕ д

 

 

 

 

 

где рп — нормальныЛ

шаг; р — угол наклона

зубьев на делитель-

кои цилиндре; Кг — количество

линий

зацепления;

ех — полный

(суммарный) коэффициент перекрытия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т аблице

3.2

Ряд

модулей для заполюемте к дозаполюснаго зацеплений

 

в наиболее применительно и диапазоне по ГОСТ 14166—69

 

 

Ряды

 

 

 

Модуль, ым

 

 

 

 

1.6

2

2.Б

3,16

4

б

16,3

1 а

ю

12,5

16

1.6

2,25

2.8

3,55

4,5 |1 5.6

| 7,1

| 9 |

11,2

Н

16

Прим с *1в ни е. Первый ряд следует предпочитать второму.

Рн с. 3.9. Исходный контур элгсуксюю зацепления. Нормаль МН 4229-63.

Вэвольвешных зубчатых передачах ех представляет собой сум­ му торцового еа и осевого1 Ер коэффициентов перекрытия м ха­ рактеризует число пар зубьев, одновременно находящихся в за­ цеплении:

4 = Еч4-Ср*

 

где «в — отношение длины дуги зацепления

к окружному шагу

Ер — отношение ширины колеса

к

осевому шагу рл.

1 Осевой коэффициент перекрытия

ер

также

называют яозффяцвтытоц

перекрытия относительного ецм&енпя торцовых профилей.

I В передачах с точечный зацеплением М. Л . Новикова е„ «О, а

. _____ КлЬа _ К лЬа,ь\пЬ

ВЛ“ ------------------------ -

Р* Рп

характеризует суммарное число точек контакта пар зубьев, од­ новременно находящихся в зацеплении.

Р и с. 3.9. Нещдный контур домполюсиоги заценления, ГОСТ 15023-7 Й.

Таким образом, полным коэффициент перекрытия в зацеплении

№. Л . Новикова так же, как

к в эвольвентиом зацеплении, с уос-

лниеииен угла р растет по

синусоидальному закону (рис. 3.10).

При одинаковых значениях

|) в ааполюсном варианте

имеет

меньшее значение, а в доэаполюсном можепг достигать больших значений, чем в эвольвентой зацеплении.

Прл определении ширины колеса

л передачах с зацепленнем

М. Л. Новикова рекомендуется принимать

“ И +(0.2

0.4).

где |а= 1,0; с целью увеличения плавности работы передачи можно

принять

 

 

 

 

 

 

Величиной абсолютного смещения 1 ~ г 1 называется

расстояние

от

полюса П до точки

зацепления

К в

нормальном

сечении. Ее

рекомендуется принимать равной

 

 

 

 

 

 

/=А/лл.

 

 

 

где

\ — относительное

смещение

(для

заполюсного

зацепления

Х=1,40; дозе полюсного

А=р„ = 1 ,1 4 7 ....

1,15

(см. табл. 3.]).

 

С увеличением X увеличивается

контактная

прочность зубьев,

ко

вместе с тем повышается чувствительность

передачи к неточ­

ности изготовления и деформациям

ее деталей.

 

 

Соседние файлы в папке книги