книги / Расчет зубчатых и червячных передач. Конические и червячные передачи
.pdfчет за собой изменение соотношения углов |
головок |
и ножек зубьев |
и соответствующее изменение углов конусов |
вершин |
и впадин. При |
этом углы начальных конусов, |
совпадающие с |
углами делительных |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1.3 |
Соотношения между элементами коничеених колее с равиовысоинин зубьями |
|||
н можосевык углом 2=90* |
|
||
Элементы зацепления |
|
|
Формулы |
Высота зуба |
|
Л=2Л>лт+С ,, где Л*-1; |
|
|
с—О.2501Д0, |
||
|
|
||
Высота головки зуба |
|
Ла1ч Илп ( й0+ |
А0,*2Ав»ялп — Ла> |
Угол начального (делительного) |
1В»1=— 1 # ,- 9 0 - в , |
||
наружного и внутреннего конусов |
|
||
|
|
*г |
|
|
|
|
|
Окружная толщина луба п сред |
^ л -(б^ я + 2»11в «л + *, ) ™д |
||
ней нормальной сеченнн |
|
Зла-ЮТлц, — 5Л| |
|
П р и м е ч а н и е . Величины |
ё ав определяются по табл. 1Л. |
конусов, а также межосеооб угол остаются бет изменения. Танген циальное смещение получают изменением угла менаду резцами, об рабатывающими противоположные стороны зубьев. Такой вид смс-
Т э б л к ц а 1.4
Минимальные числа зубьев. |
|
|||
Передаточ |
|
*„1» "Р” ь . |
|
|
|
|
|
|
|
ное число и |
0—‘15* |
1 8 |
0 |
30-40* |
|
||||
1 |
17 |
17 |
|
17 |
1.6 |
15 |
15 |
|
14 |
2 |
13 |
12 |
|
11 |
>3,15 |
12 |
10 |
|
а |
щеинн в цилиндрических колесах не получил распространения, так как он требует применения нестандартного инструмента. Танген циальное смещение позволяет усилить зуб менее прочного колеса за счет ослабления более прочного к тем самым повысить изгнбную прочность передачи в целом, а также устранить чрезмерное заостре ние зубьсо.
II
Радиальное смещение позволяет повысить износостойкость сопро тивления заеданию, устранить интерференцию и подрезание зубьев. На этом основана система ЭНИМС для получешгя конических пере
дач С прямыми, КОСЫМИ 1Г Криволинейными |
зубьям]! СО смешением |
||||||||||||||
[I, |
3, 4]. |
|
|
|
|
|
|
|
смещении |
|
|
|
|||
|
Рекомендуемый коэффициент радиального |
|
|
|
|||||||||||
|
Коэффициент тангенциального смещения при |
и> |
2,5 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
х* = а + 6 (и — 2,5), |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
при рт = 0 . . . |
15е а=0,03; 6=0,008; |
при |
рга= |
15 |
. . . 29е соот |
|||||||||
ветственно 0,07 II 0,010; |
при |
рл =29 . . . |
40*—0,11 |
и |
0,010; ири р |
||||||||||
свыше 40е — 0,15 к |
0,012 (здесь |
— угол наклона зубьев |
на дели |
||||||||||||
тельном хонусе в середине ширины зубчатого венца). |
|
|
|
||||||||||||
При круговых |
зубьях |
преимущественно |
применяют рт =35°, а |
||||||||||||
при |
косых 20—30й обычно угол рт выбирают кратным |
5е. |
|
|
|||||||||||
Основные геометрические соотношения |
между |
цементами внеш |
|||||||||||||
него эацегтленпя конических |
колес |
с различными |
разновидностями |
||||||||||||
зубьев и межосевым углом 2 ” 90° |
приведены в табл. |
1.1, |
1.2, |
1.8 |
|||||||||||
н на рис. 1.1. При определении размеров элементов |
колес |
без |
сме |
||||||||||||
щения по зависимостям, приведенным в этих таблицах, |
принимают |
||||||||||||||
дгвгт = 0, |
а для прямозубых колес (5т = |^ = 0 . Минимально допусти |
||||||||||||||
мые |
числа |
зубьев |
л |
колесах |
без смещения, |
в зависимости от угла |
|||||||||
наклона рет и передаточного числа |
и, приведены |
в табл. |
1.4. |
|
|
|
Г л а в а |
вто р ая |
|
|
|
|
ОСНОВНЫЕ ПАРЛЛЪЕТРМ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ |
|
|||||
Основными параметрами |
конических зубчатых передач являются |
|||||
конусное расстояние, диаметр инешнеП делительной окружности |
ко |
|||||
леси, ширина венца зубчатого колеса, |
передаточное число, |
число |
||||
зубьсп шестерни и колеса, |
а у |
непрямоэубых |
колес также |
и |
угол |
|
наклони зуба на делительном конусе. |
|
|
|
|
||
Унификации и рациональный выбор |
этих |
основных параметров |
||||
имеют большое значение для снижения |
веса |
и размеров машин и |
сокращения трудозатрат па их производство. Ниже приводятся основные параметры кз ГОСТ 12269—76, который распространяется па конические передачи с межосевым углом 55=а90в, а также на ко нические ступени комбинированных передач, представляющих собой самостоятельный монтажный узел (редукторы или мультипликаторы).
Здесь же даны |
некоторые рекомендации по выбору или расчету дру |
||||||||||
гих |
параметров, |
нс регламент ровен пых |
стандартом. |
|
|||||||
Из всех перечисленных параметров стандартом регламентируется |
|||||||||||
только три |
параметра: диаметр анешкей делительной окружности |
||||||||||
колеса |
передаточное число и, ширина венца зубчатого колеса Ь^. |
||||||||||
Диаметр внешней делительной окружности |
колеса из |
||||||||||
меняется в пределах от 60 до |
1600 мм |
но двум |
рядам |
геометриче |
|||||||
ской |
прогрессии |
Я 10 |
и |
#20. |
Фактические значения диаметров 4п |
||||||
не должны отличаться опт стандартов более чем на 3% . |
|
||||||||||
Передаточное число и выражается следующими соотношениями: |
|||||||||||
|
|
1 |
г, |
о, |
я, |
|
ГД |
^ |
—*в6«. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где, |
кроме ранее принятых |
обозначении, л, к |
л* — частота враще |
||||||||
ния; |
7 \ и |
Тя— крутящее |
моменты, передаваемые соответственно |
||||||||
шестерней |
и колесом; |
ц — КПД |
одиой ступени |
зубчатой передачи. |
Для одной ступени закрытых конических передач 7—8-й степени точности изготовлении с опорами валов, па подшипниках качания принимают т|е*0,96; для открытых передач с теми же условиями —
Л ^ 0 ,9 4 - 0 ,9 5 .
Номинальные передаточные числа # изменяются от 1 до 6,3, так
же как |
, по двум рядом #10 и #20 <первыА ряд #10 в обоих |
случаях |
является предпочтительным). |
Фактические значения и пе должны отличаться от номинальных стандартных более чем на 3% .
13
Рекомендуемые сочетания основных параметров конических передач
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.1 |
|
Номинальные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■его делитель |
1,00 |
3,12 1.2$ |
|
1,40 |
|
1,60 |
1.80 |
2.00 2.24 |
2.50 2,80 3,15 3.65 |
4.00 4,50 5.00 5,60 |
|
6.30 |
ного диаметра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
колеса |
|
|
|
|
|
|
Ширина оенда конического колеса Ьт , км |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
80 |
35 |
15 |
|
|
|
|
13 |
I |
12 |
|
|
|
90 |
18 |
37 |
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
112 |
22 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
|
24 |
22 |
|
|
|
|
20 |
19 |
18 |
|
|
140 |
28 |
25 |
|
|
24 |
|
|
22 |
21 |
|
|
|
160 |
32 |
“ зо” |
|
|
28 |
|
26 |
25 |
|
24 |
|
|
1«Г |
Ц Т |
34 |
32 |
|
|
|
30 |
|
28 |
26 |
|
|
200 |
40 |
38 |
|
|
34 |
|
|
32 |
30 |
I |
2» |
|
225 |
1 Г " |
42 _ |
| |
40 |
| |
38 |
|
36 |
34 |
32 |
|
|
250 |
1 о ~ |
48 |
45 |
|
|
42 |
|
40 |
38 |
36 |
|
|
|
5$ |
52 |
| |
50 |
] |
48 |
|
45 |
42 |
40 |
|
|
315 |
65 |
~ |
|
55 |
|
|
52 |
50 |
48 |
1 Г |
|
|
355 |
70 |
65 |
| |
63 |
| |
|
60 |
|
|
52 |
|
|
400 |
80 |
75 |
|
|
70 |
|
65 |
63 |
|
60 |
|
|
450 |
90 |
85 |
80 |
|
|
|
75 |
|
|
65 |
|
|
500 |
100 |
""эГ |
90 |
|
|
85 |
|
80 |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л пи и |
2.2 |
|
Внешний |
|
|
|
|
|
|
Внеоткй делительный |
диаметр |
колеса а в , |
мм |
|
|
|
|
||||
модуль |
80 |
|1 » |
| |
100 |
| 112 | |
125 |
| |
140 |
| |
160 | |
180 [ |
200 |
| |
225 |
| 250 || |
280 |
| 315 |
|
т * |
|
|
|
|
|
|
|
и _______^__ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
9 -4 1 |
|
49—51 |
5 5 -57 |
6 1 -6 4 |
68-72 |
|
78 -82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
40 |
45 |
|
50 |
56 |
|
|
70 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 .5 |
32 |
35—87 39-41 |
4 4 -46 |
49-51 |
5 5 -5 7 |
ез—С5 |
70 -74 |
78 -82 |
|
|
|
|
|
|
||||
32 |
36 |
|
40 |
|
50 |
|
58 |
|
64 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
3 7 -3 8 |
4 1 -4 2 |
46 -4 8 |
|
52—54 |
59-61 |
65 -68 |
73—77 |
80-85 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
75 |
|
|
|
|
3.5 |
|
|
|
|
|
|
39-41 |
|
45 -47 |
50 -52 |
56-58 |
03 -66 |
70-73 |
76-82 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39-41 |
44 -46 |
49-51 |
55 -57 |
61 -64 |
68 -72 |
77-81 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
45 |
50 |
|
|
|
70 |
|
|
4 .5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39-41 |
4 3 -45 |
49—51 |
54-57 |
61—64 |
68—72 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40- |
|
|
50 |
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39—41 |
44—46 |
49-51 |
55-57 |
62-64 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
50 |
|
63___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41-42 |
46 -48 |
51-54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39-41 |
44-46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39 -40 |
|
П р и м е ч а н и е . |
В |
знаменателе— количество |
зубьсп |
колеса |
Г%, соответствующее |
его |
номинальному диаметру |
/1^ |
||||||||||
оо ГОСТ |
12289—7$. В числителе— количество зубьев |
колем г*, при котором расчетный размер &я% отличается |
от номинального |
|||||||||||||||
диаметра |
по ГОСТ 12289—76 в предела* ± ЗУо. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т аблице 2.3 |
Т а б л и ц а 2,4 |
|
Передаточные числа двухступенчатых |
Передаточные числа трехступенчатых |
|
§соннчоо«)-иТ1ли11др11чесН11Х |
||
■0пкчесхо*цшнцдрн«еаи1х редукторов |
||
|
редукторов |
Нр |
Об |
|
5,е |
1.8 |
3,15 |
5.3 |
2 |
3,15 |
7,1 |
2 |
3,55 |
в2
9 |
2,24 |
4 |
ю.2 .6
11.22.8
12,5 |
2.8 |
4 5 |
14 |
3,16 |
|
16 |
3,55 |
|
18 |
3,65 |
5 |
20 |
4 |
|
22,4 |
4 .5 |
|
26 |
4 |
6.3 |
28 |
4 .5 |
|
31,5 |
5 |
|
35,5 |
5 |
7.1 |
Ширина венца зубчатых колес Ьт в закрытых передачах опре деляется через конусное расстояние по зависимое™
6 .- Т М * |
4 ц Л * - и |
где ^ — коэффициенг ширины, который рекомендуется принимать 0,25—0,3. Полученные значения Ь„ округляются до ближайших стакдпргных значений, указанных в табл. 2.1.
Т аллина 2.5
Конусные и мснсооеаые расстояния двухступенчатых ко11нчккоч1ип11иаричесннх
редукторов
Быстроходная ступень |
|
СО |
80 |
100 |
120 |
150 |
190 |
200 |
240 |
270 |
300 |
|||
Тихоходная ступень а а^ |
|
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
355 |
400 |
450 |
500 |
|||
При расчете открытых конических передач ширина венца колеса |
||||||||||||||
выражается через модуль. При этом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где фЙЯ1 = 8 - 1 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рекомендуемые |
сочетании |
основных |
|
параметров |
показаны в |
|||||||||
табл. 2.1 и 2.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.0 |
|||
Конусные н нежоссвыо расстояния |
трехступеичатых кошпсско*цилпшрк«есмих |
|||||||||||||
|
|
редукторов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Быстроходная ступень /?е |
со |
80 |
100 |
120 |
150 |
190 |
200 |
240 |
|
270 |
|
300 |
||
Прож*жуточная ступень <*иг| |
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
355 |
400 |
|
450 |
|
500 |
||
Тихоходная ступень |
. . |
160 |
200 |
|?50 |з!5 |
400 |
500 1560 |
630 |
710 I |
800 |
|||||
Конические передачи часто применяются в комбинации с цилинд |
||||||||||||||
рическими передачами в виде |
так называемых капическо-цнлшдрн- |
|||||||||||||
чсскнх редукторов. При |
этом |
коническая |
передача обычно |
устанав |
||||||||||
ливается на первой |
(быстроходкой) ступени редуктора. |
|
|
|
|
|||||||||
В табл. 2.3—2.6 приводятся значения |
|
основных параметров, |
хсь |
|||||||||||
торых желательно придерживаться |
при |
проектировании |
конпческо» |
|||||||||||
цилиндрических редукторов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При проектировании |
по известному общему передаточному числу |
с помощью табл. 2.3 и 2.4 определяют необходимое число ступеней редуктора и распределяют передаточные числа между ними. Затем находят межосевос расстояние тихоходной ступени л , , для двух ступенчатых или трехступсичатых редукторов, округлив его до блн* жаПшего из указанных в табл. 2.5 млн*|2,6. Конусные расстояния быстроходной ступени /?, для двухступенчатых к трехступенчатых редукторов и межосевос расстояние промежуточной ступени ви для
17-
Т|>схстуленчатых редукторов в зависимости от принятого окончатель ного значения принимаются по табл. 2.5—2.6.
ГГри определении параметров коническо-цилиндрических редукто ров по табл. 2.3—2.6 следует иметь в виду, что табличные значе ния конусных расстоянии Яс указаны ориентировочно н при рас чете уточняются по эаонсимости
где —фактическое передаточное число конической ступени. Фактические передаточные числа могут отличаться от табличных
(номинальных) значений для цилиндрических ступеней гтрн и < 4,5 не более чем на ± 2 ,5 Н, при и > 4 ,5 — не более чем ла ± 4 % ; для конических ступеней при « < 6 ,3 — не более чем на ± 3 % .
Глава третья
РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС С ПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ
Расчет прямозубого конического колеса сводится к расчету эквнва.кмглгаго прямозубого цилиндрического колеса, зависимости для которого были получены ранее (ем. [2]}. Прп этом профнль*зуба
Р и с. 3.1. К расчету конически*. коде с пркиыыи эубьяыи:
1 —ось зквиилснтногв цилиндршее*ого колеса; 2 —ось коянчссхого квЛМа: О—ось конически шесмрин; 4 —ось янкаа.кнгноЬ щишц|рв«есво1 шес1срнп.
эквивалентного цилиндрического колеса должен соответствовать про. фллю зуба конического колеса п его среднем нормальном сечении.
Нормальное сечелнс зуба конического колеса представляет собой сферическую поверхность с центром в вершине начального конуса. Эта сфера для упрощения заменяется конической поверхностью до полнительного конуса. Установлено, что радиус начальной окружкости эквивалентного цилиндрического колеса равен длине образу ющей дополнительного конуса, построенного на средней начальной окружности конического колеса, а нагрузочная способность кони ческого колеса ниже нагрузочной способности эквивалентного коле са приблизительно на 15% (4— 7].
Изобразим жирными лилиям! конические колеса, тонкими — экви валентные цилиндрические. Все величины, относящиеся к эквивален ты м колесам, обозначим с индексом о. Установим связь между величинами, относящимися к эквивалентному дилнидричсскому и коническому колесам (ркс. 3.1).
Из А 1 - 2 - 3
где
откуда
гр1 СМДа'
Ширина колеса
К *~К -
Передаточное число
Ца ^ШИ1 СОД&1.
|
|
С |
^ГП |
^1Я1 |
|
|
|
|
К ) + 1 8 ^ |
У и*+1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
откуда |
|
|
1'1+18*6, |
I « 4 1 |
|
|
|
|
и1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетный |
крутящий |
момент |
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
Т |
_ |
^ |
т» У в*+ 1 |
|
|
14Р |
|
<*6А“ Г | |
и |
|
Межосевое |
расстояние |
|
|
|
|
д |
д ^ Р Я ^ И |
|
^УУ1Уд-^ёш„1 |
^в-ДИ У/|Я-|—11 |
|
~ |
? |
|
2 |
|
2 е м б / |
Иэ Д О - Л - 2 |
|
|
|
|
|
|
С 0 5 д | - — |
|
|
2 |
« 4 . |
|
г е д . - о , ^ ) |
|
(3.1)
(3.2)
(3.3)
(3.4)
20