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

книги / Учебное пособие по теории механизмов и машин для студентов-заочников, обучающихся по направлениям 552900, 551800, 552100

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
5.81 Mб
Скачать

где ^

- угол

поворота

зубчатого колеса

от положения входа зуба

в зацеплении до

выхода

его

из

зацепления

(угол перекрытия ,

'Т'

- угловой шаг (

 

s

2 5 С

^•

 

 

 

 

Коэффициент перекрытия

характеризует

плавность работы данной

пары зубчатых колес. Очевидно, для плавности передачи необходимо

иметь

* / #

 

 

 

Дуга по основной окружности, которая стягивает угол

по свойству эвольвенты равна длине активной линии зацепления

s

, г- е

^

"

&

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

&

- ?

 

got

 

 

 

' 2 &

~

р& >

 

где P g = р ^ / COSaL W s P^COSoL *

COS 2 0

-шаг по основной окружности.

Для колес с внешним зацеплением коэффициент перекрытия нахо­

дится в пределах 1,0 -

1,982

[ 3 ] .

УДЕЛЬНОЕ СКОЛЬЖЕНИЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПРОФИЛЕЙ

Одним из факторов,

определяющих долговечность работы зубча­

тых колес, является поверхностный износ зубьев, обусловленный взаимным скольжением поверхностей одних зубьев относительно дру­ гих в процессе зацепления.

Условия износа в разных точках сопряженных профилей неоди­

наковы. Для качественной оценки этих условий вводится понятие

удельного

скольжения ч)

профилей в* процессе зацепления для про­

извольной

точки каждого

из сопряженных профилей.

ПОДРЕЗАНИЕ ЗУБЬЕВ ЭВОЛЬВЕнЗМОГС/ ПРОФИЛЯ

При нарезании колес с малым числом зубьев (меньше 17> по ме­ тоду обкатки зуб стандартной рейки заходит за эвольвентный профиль ножки зуба и срезает часть эвольвентного профиля.

В результате зуб шестерни ослабляет в наиболее нагруженной чести - основании ножки зуба. Такой ослабленный зуб является под­ резанным (рис. 3 . 6 4 Это ухудшает также и плавность зацепления.

Если же колесо с малым числом зубьев нарезается по методу копирования с применением фасонного инструмента, то при отсут­ ствии бокового зазора в зацеплении произойдет заклинивание зубь­ ев, так как зуб большого колеса не провернется во впадине зуба шестерни. Для устранения этого явления производят исправление зубчатых колес, т .е . нарезеют их со смещением режущего инстру­ мента. Наименьшее число зубьев малого колеса, нарезанного стан­ дартной инструментальной рейкой, при котором подрезание ножки его зубьев отсутствует, равно 17.

ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ СМЕЩЕНИЯ

Все размеры зацепления двух зубчатых колес могут быть опре­

делены,

если

заданы модуль зацепления

т

, число

зубьев колес

2 7 и

,

коэффициенты смещений инструмента

и

(рейки

или долбяка)

при нарезании каждого из

колес.

 

 

Так как

колеса, нарезанные со смещением режущего

инструмен­

та, отличаются от колес, нарезанных без смещения режущего инстру мента, то все размеры зацепления пары сопряженных колес можно*

разбить

на две группы:

 

 

 

I .

Размеры зацепления,

не зависящие от смещений инструмента

шаг зацепления по делительной окружности

» радиусы делитель­

ных и основных окружностей

и z g .

 

 

£ . Размеры, зависящие от суммы смещений инструмента, - угол

зацепления

оС w

> радиусы начальных окружностей каждого

из ко-

ie c Z w *

радиусы

окружности

выступов, впадин

каждого из

колес

г а

, межосевое расстояние a w

, глубина захода зубьев

и

высота зуба

h

 

 

 

 

 

 

Формулы, служащие для

определения размеров, зависящих

от

суммы смещения инструмента, неудобны для подсчета

В свя­

зи с

этим,

профессором В. Н.Кудрявцевым было предложено

определять

угол

зацепления

по графикам,

а формулы заменить новыми, вво­

дя в них коэффициенты воспринимаемого */ и уравнительного

смеще­

ния

д 4/ . Эти формулы сведены в

табл. I .

 

 

 

Размеры цилиндрического зубчатого зацепления определяются

в следующем порядке:

 

 

 

 

 

 

1. По данным ^

и ^

и виду зацепления (нулевое,

равносме-

щенное, неравносмещенное) в табл. 2-7 найти соответствующие ко­

эффициенты:

X,

, хг

, а У •

2. Для равносмещенного зацепления по табл. 2 определить ко­

эффициенты

У/

н Уг

и затем по табл. I подсчитать все размеры

зацепления.

Для неравносмещенного зацепления в зависимости от условий

работы передачи коэффициенты выбираются по табл.

3 (система ЦКБР^

и табл.

4-7 (таблицы Кудрявцева> или используются

блокирующие

контуры

(рис. 3 ,7 ) . Выбирая тот или иной вид зацепления, необходи­

мо учитывать, что равносмещенное зацепление может быть применено

лишь при ^

+ Zj. * 2 г m in

= 5 4 .

Расчетные

коэффициенты смещения

выбирают так, чтобы при про­

чих равных условиях получить размеры геометрических колес и пере­ дач, при которых зубчатая передача обладает лучшими эксплуатаци­ онными качествами. При эксплуатации зубчатых колес наблюдается износ, выкрашивание и излом зубьев. Эти явления уменьшаются или устраняются правильным выбором геометрических параметров. Для оценки спроектированной зубчатой передачи приняты следующие ка­ чественные показатели: коэффициент удельного давления Y , ха­

рактеризующий влияние геометрических параметров на контактную

 

прочность и выкрашивание зубьев; коэффициент перекрытия

,

показывающий характер нагружения зубьев; удельное

скольжение

\)

определяющее влияние геометрических параметров на

износ зубьев.

Все эти качественные показатели являются функцией выбирае­ мых коэффициентов смещения. Изменяя коэффициенты смещения, можно повысить контактную и изгибную прочность зубьев, повлиять на коэффициент перекрытия. Выбирая расчетные коэффициенты смещений, следует учитывать конкретные условия работы проектируемой зубчатой

передачи: ее быстроходность, изменяемость или цикличность нагруз­ ки, работает ли передача в масляной ванне или является передачей открытого типа. Расчетные коэффициенты смещения любой зубчатой передачи прежде всего должны обеспечивать отсутствие заклинива­

ния, подреза и заострения зуба,

а также гарантировать

минимально

допустимую величину коэффициента

перекрытия.

 

Область возможных расчетных коэффициентов может быть пред­

ставлена в виде соответствующего

блокирующего контура,

построен­

ного для конкретной зубчатой передачи и '3fz Блокирующий контур представляет собой совокупность кривых, построенных в ко­ ординатах, ограничивающих выбор расчетных коэффициентов смещения CCf и и отделяющих зону допустимых значений, при которых

нет заклинивания, подреза и заострения зуба и гарантирована до­ пустимая величина коэффициента перекрытия, Пример блокирующего

контура для зубчатой передачи

2^ = 12,

2 ^

= 15

приведен на

рис.3 .7 . Внутри контура

нанесены тонкие линии, соответствующие

коэффициентам смещения,

которые

обеспечивают

выравнивание удель­

ных скольжений

(линия ^

и

^

)* равнопрочность зубьев по из­

гибу при одинаковой

термообработке и одинаковых материалах обо­

их колес (линия

&

при

ведущем колесе

,

линия

J 1 при ве­

дущем колесе

2гд

) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме того, нанесены линии, соответствующие толщинам зубьев

по

окружности

вершин колес

(

= 0,25 rn

,

0,25 т )

и

коэффициенту перекрытия £. ^

= 1*2.

 

 

 

 

В справочнике

[б "]

по

исправлению

зубчатых колес приведено

215 блокирующих контуров для различных комбинаций чисел зубьев;

контуры выполнены для передач с прямозубыми

колесами, изготовлен­

ными стандартным

реечным инструментом с о(

* 20

° ; h a

* I ;

£ * = 0 ,2 5 . Эти

блокирующие контуры приближенно

могут

быть ис­

пользованы и для проектирования передач с косозубыми колесами. Ограничение коэффициентов смещения по подрезу и заострению

зубьев дает пределы, внутри которых могут быть выбраны расчетные коэффициенты смещения.

Отсутствие подреза обеспечивается минимально возможным, а отсутствие заострения - максимально возможным коэффициентом сме­ щения, Следовательно, должно быть выполнено неравенство.

Минимальный коэффициент смещения

min

При расчете открытых передач в зависимости от заданных

и2^ по табл .3 .8 определяются коэффициенты 00% и X ,

Коэффициент смещения для второго

колеса определяется как

CCj^ в

Затем подсчитывается

эвольвентная функция угла

зацепления:

 

 

I п L^ OL W

+ i n if o i.

По табл.3.8 эвольвентных функций находим угол неравносмещен ного зацепления е< ^ Коэффициент воспринимаемого смещения

Межцентровое расстояние

ctw = а +у т

Коэффициент уравнительного смещения.

 

 

 

 

 

-

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При расчете закрытых передач пользуются таблицами профес­

 

сора

В.Н.Кудрявцева.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В данных методических указаниях приведены таблицы двух ва­

 

риантов

в зависимости от

передаточного

числа

Ufw.z

=

 

 

1)

2

 

 

 

>

I ;

 

 

 

 

 

'

 

 

2)

5

U i- z

>

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим порядок пользования этими таблицами:

 

 

I .

 

 

 

 

Если

2

^

U i - z Z **

то в табл.

4 по заданному

на

дят коэффициенты

и

 

 

Затем по табл. 5 определяют коэффи­

 

циент

 

 

 

Если

5 ^

U f-i

2,

то по табл.

6 по

заданному

 

определяют

 

д LJ

и

x f

и

затем по табл. 7 находят

. Для

 

обоих

вариантов

коэффициенты

^ и

у

определяют по формулам:

 

 

 

rTj*

= х ,

 

 

 

 

- д у .

 

 

 

Угол

зацепления o iw

определяется

по рис .3.6

 

 

к;. Подсчитывают все размеры зацепления по форцулам табл. I .

/3-э£

2 5 ,

М-

S3-

-j [25*20

-I

 

к в‘о

12 A\25*!{?W

58-

52-

If AW o' к й в 37-'375о 51-

 

~

 

 

 

 

 

10 \\22*50'

Ш

3S- Ш о 50-

9 4

\22*3d22A р 'я

3 5 -

\-2730|4Р-

0

- j

\22*20

AШ

 

-27*20 №

£

2}\

Ш 34-

 

 

v

 

\7fW4 7 -

7-\W o'

20\

Ш 3 3 -

 

-

w

4 5 -

s\

 

 

 

W d Щ \яЦ 32-

Wd

5A m d 18A

2430

4 5 -

\2S50

 

A '■2t°20

 

 

31-

 

 

ЬЧо

 

4 4 -

4

4

Щ

i?\

зо- \2S404 3 -

Ш

 

 

5

■2l°0

HE

 

 

■Ш Щ \240'29- Wso 4 ? -

2\

-20*40't5-i

У я 28-

\26*2D

 

A 20*30,

 

4 1-

/

4

m o /4-|

з254й27-

W id 4 0 -

 

■20*10'

зй й

 

o l

W o' / j i

 

ш * о 3 9 -

 

 

 

 

> S

>

 

 

 

 

N * §

 

i

w

 

4

 

 

NT

 

 

§

2 9 * 5 0

2 9 *4 0 '

29°30'

29*20'

29*10'

29*O'

28*50'

28*40‘

■28*30'

28*20

28*10'

и

N 4

Рис. 3 .8

к основным окружностям, заключенный между точками касания. Ак­

тивной линией зацепления являетяя отрезок

З г

линии зацепле­

ния, заключенный между точками пересечения

ее с

окружностями

 

в ершин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

 

Определяем дугу

зацепления. Для этого через крайние точ­

ки В,

и

Зг

рабочего

участка

профиля

зуба

первого колеса прово­

дим нормали к этому профилю,

т .е .

касательные к основной

окруж­

ности

первого

колеса. Дуга

&f £r

начальной окружности,

заключен­

ная между точками

Ог

и

6 ,

пересечения этих нормалей с начальн

ной окружностью, является дугой зацепления первого колеса.

 

 

Дугу зацепления

сг^ё^

для второго колеса находим аналогич­

но. Дуги зацепления колес равны между собой и могут быть под­

считаны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' ct7S r я

^ а х ё х

 

 

а , * *

 

 

 

 

 

 

 

 

C O S o Lw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или определены графически. Для этого

в

конечных точках ё г и

ёг

рабочей части линии зацепления восстанавливаем перпендикуляры и

отмечаем точки их пересечения

а

и

ё

с

общей касательной

в на­

чальным окружностям в точке

р

 

Отрезок

с / ё

касательной

бу­

дет равен дуге зацепления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 .

 

После

построения

картины зацепления производим подсчет

коэффициента перекрытия

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

& ГГ? C O S OL

 

 

 

 

 

 

где

3 , 3 Х -

из чертежа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одним из признаков правильного построения картины зубчатого

зацепления является нахождение точек контакта зубьев на линии

зацепления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Подсчитываем значения коэффициентов удельных скольжений

I),

и

ол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ссCSz-f

sc g - sc

Для этого

длину

р

*

 

л/л/

измеряем по чертежу

в миллимет­

рах, а значения

х

берем в

границах от 0 до

р

с

интервалами

10-30

мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пользуясь

полученными значениями

О

,

строим диаграммы

коэффициентов

 

0 1

и

1)z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для этого

проводим

о х

,

параллельную линии зацепления

* 4 л/,

(см. рисД&). Перпендикуляры

4 гО,

 

и

/42 Ог

отсекают

на прямой отрезок

р

,

равный теоретической

линии зацепления

л/, s/z

Па оси о х

 

откладываем значения

х

 

,

а

на

прямых,

параллельных

* 4 О

 

, принятой за ось ординат,

для

соответствую­

щих значений

X

откладываем значения

l)f

и

0Z

. Для

выделения

частей диаграмм, соответствующих значениям Di

и

Ог

рабочих

участков профилей зубьев,

восстанавливаем

из

точек

6 ,

и Sz

линии зацепления перпендикуляры. Для большей наглядности строим круговые диаграммы 0 Г и 0Z непосредственно на профилях зубьев

соответствующих колес.

Построение круговых диаграмм

производим следующим образом.

С участка

оси

ОХ

прямоугольных диаграмм,

соответствующего

активной

линии зацепления, сносим

на

линию зацепления л /,л £ Ря<д

точек.

 

 

 

 

 

 

Затем из

центра

вращения колес

Of и Oz

через полученные

на линии зацепления точки проводим дуги на соответствующие про­ фили зубьев. Отложив на этих дугах от точек профилей отрезки, равные или пропорциональные ординатам прямоугольных диаграмм для

соответствующих

точек

и

колес (для колеса I

- ординаты ^

, а

для колеса 2 -

),

и

соединив их плавной

кривой, получим

кру­

говые диаграммы

0 , и

 

.

 

 

ПОРЯДОК ПОСТРОЕНИЯ* КАРТИНЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Для построения картины инструментального зацепления выби­ рают исходный контур зубчатой рейки, например по Г0С1У 16530-70, и определяют все размеры зубчатого колеса без смещения и со сме­ щением по соответствующим формулам, приведенным в табл. I . В настоящее время широко используют метод обкатки, применяя стан­ дартный инструмент и сдвигая его на определенную величину от центра или к центру заготовки зубчатого колеса.

Соседние файлы в папке книги