Машиностроение

Расчет конических зубчатых колес онлайн. Расчет конических зубчатых колес. Пример расчета конической прямозубой передачи


Рисунок 7

Расчет конических зубчатых колес целесообразно выполнять, ориентируясь на зависимости, приведенные в разделе 7 для цилиндрических колес. Расчет контактных напряжений допускается выполнять по упрощенной формуле:

где R – среднее конусное расстояние R=R e -0,5b . R e – внешнее конусное расстояние. Коэффициент нагрузки К Н принимается таким же, как и для цилиндрических прямозубых передач, при условии, что степень точности конических колес на единицу выше, чем цилиндрических. Т 2 – вращающий момент на колесе (Н мм); b – ширина зубчатого венца.

Наружный диаметр определяется формулой ниже. Тихие цепи состоят из ряда зубчатых звеньев, соединенных соединительными элементами, которые оставляют определенную артикуляцию между различными звеньями. Существуют бесшумные цепи с центральным или боковым направлением. Характеристики бесшумного канала.

Цепь опирается на внешнюю поверхность колеса, такую ​​как зубчатый ремень, а зубья над цепью. Зубья цепи и зубьев колеса выполнены таким образом, что использование соединительных элементов увеличивает высоту тона. Для этой цели цепь намеревается двигаться к наружной поверхности зубов и выгравировать на большем диаметре шага. Нагрузка цепи пропорционально распределяется по всем зубцам внутри контактной дуги независимо от растяжения из-за износа. Цепные звенья не скользят по бокам зубов, что приводит к мягкому, бесшумному посеву. Эта цепь была разработана для передачи мощности или поддержки круговой скорости, значительно превышающей допустимую для роликовой цепи. Эффективность бесшумной цепи составляет 99%; эффективность для полной передачи колеблется от 96 до 97% в идеальных условиях или от 94 до 96% при средних рабочих условиях. Срок службы и обслуживание бесшумных цепей зависит в основном от конструкции полной передачи. Качание выпущенных цепей увеличивает износ. Хорошая фиксация цепи требует минимального зазора минимум 3 мм. Зацепление на большем диаметре шага из-за увеличения шага бесшумной цепи изнашиванием не полностью декомпенсирует удлинения в неподдерживаемых частях. Эти части расслабляются, когда цепь изношена.

  • Цепь закреплена колесом зубами на нижней стороне цепи.
  • Шаг колеса и шаг цепи растут в той же степени.
Звездочки и колеса бесшумных цепей оказываются очень похожими на ролики роликовых цепей, за исключением формы зубьев.

Проектировочный расчет начинают с определения внешнего делительного диаметра колеса:

Для прямозубых передач K d = 99, для колес с круговыми зубьями K d = 86.

Таблица 15

Формулы расчета геометрии прямозубых конических колес

Параметры Обозначение Формула
Внешний длительный диаметр (3,29)
Внешнее конусное расстояние R e
Ширина зубчатого венца b
Среднее конусное расстояние R
Средний окружной модуль m
Средний делительный диаметр d
Угол делительного конуса ;
Внешняя высота зуба h e
Внешняя высота головки зуба h ae
Внешняя высота ножки зуба h fe
Угол головки зуба
Угол ножки зуба
Внешний диаметр вершин зубьев d ae

Полученные по формуле (8.2) значения d e 2 округляют (в мм) по ГОСТ 12289-76: 50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600.

Зубья звездочек для бесшумных цепей сглаживают активные фланцы, как показано на рисунке. Края зубов могут быть закруглены или острыми. Игра на дне зуба точно не указана, но должна быть достаточной для свободного перемещения головок зубов. Стандартизованная форма зубчатого венца спроектирована таким образом, что соединения с активными поверхностями под углом 60 ° отлично сцепляются с этим зубчатым венцом. Также видно, что угол, образованный фланцами четко определенного зуба, уменьшается в зависимости от уменьшения числа зубов, так что угол равен 0 ° с 12 зубцами.

Предпочтительными являются значения без скобок.

Номинальные значения передаточных чисел U желательно округлить по ГОСТ 12289-76: 1; (1,12); 1,25; (1,40); 1,6; (1,8); 2; (2,24); 2,5; (2,8); 3,15; (3,55); 4,0; (4,5); 5,0; (5,6); 6,3.

Предпочтительными являются значения без скобок. Фактическое отклонение не должны превышать 3%.

Коэффициент ширины зубчатого венца при проектировании редукторов рекомендуется принимать .

Другими словами, фланки параллельны. Целесообразно использовать по крайней мере 21 зубчик и избегать числа ниже 17 зубов. Резка зубов для бесшумных цепей осуществляется с помощью молотковых мельниц, с помощью двухпрофильной фрезы или дисковой фрезерной машины с параллельными фланцами. Углы, образованные фланцами зубцов в зависимости от количества зубов, будут влиять на доступность резаков, время резания и время резания.

Выбор бесшумной цепи передачи зависит не только от передаваемой мощности и соотношения между ведомым валом и ведущим валом, но и других факторов, таких как скорость ведомого вала, доступность и тип загрузки и другие факторы. В первые моменты времени необходимо определить шаг бесшумной цепи и количество зубьев шестерни. Обычно существует несколько комбинаций размеров шага и шестерни.

Коэффициент К Нβ принимают предварительно для колес с твердостью поверхности зубьев НВ менее 350 от 1,2 до 1,35; при твердости НВ более 350 от 1,25 до 1,45 (см. раздел 7).

число зубьев колеса Z 2 = Z 1 U.

Так как найденные значения числа зубьев округляют до целого, то необходимо затем уточнить передаточное число U = Z 2 /Z 1 и угол δ 2 = arc tg u.

Цепные колеса для транспортных цепей

Особенности Анимация сил в игре в передаче. Геометрия зубов имеет эволюционирующий тип окружности, это решение обеспечивает спаривание, «скатывание без скользящих» зубов, которое минимизирует износ, вибрацию и шум и максимизирует эффективность передачи энергии, Механизмы разного размера часто используются парами для увеличения крутящего момента при уменьшении угловой скорости или наоборот, увеличения скорости за счет уменьшения времени. Это основной принцип изменения скорости автомобилей. Учитывая пару передач, коэффициент преобразования скорости обратно пропорционален отношению между количеством соответствующих зубов.

Внешний окружной модуль m e округлять не обязательно.

Проверку зубьев конических прямозубых колес на выносливость по напряжениям изгиба выполняют по формуле:

где К F – коэффициент нагрузки при расчете на изгиб, выбираемый так же, как и для цилиндрических колес. F t – окружная сила, которую считают приложенной по касательной к средней делительной окружности F t =2T 2 /d 2 ;

Отрицательный знак указывает на обратный смысл вращения двух зубчатых колес. Диаметр зубчатого колеса связан с количеством зубьев через ступень или модулем зубчатого колеса. Таким образом, колеса могут правильно соединяться между ними, необходимо, чтобы шаг или модуль, т.е. расстояние между гребнями, одинаковы для обоих. Поскольку набор шестерен не является усилителем или сервосистемой, закон сохранения энергии заставляет выходную мощность системы равна входящему, меньше потерь на трение. Связь между парами дается непосредственно из соотношения между зубами.

Y F – коэффициент формы зуба (см. раздел 7), выбираемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев (для косозубых передач); ξ F ≈ 0,85 – коэффициент понижения несущей способности конических передач по сравнению с цилиндрическими; m – средний расчетный модуль зацепления. Допускаемое напряжение выбирают так же, как и для цилиндрических передач (см. раздел 7).

Опять же, меньший знак выражает передачу обратной пары для обычных передач. Механизмы изготавливаются путем потянув цилиндр с соответствующим зубом или путем резьбы по зубьям с помощью специальных фрезерных станков с зубчатыми колесами. Расположение зубьев Зубцы зубьев могут быть размещены несколькими способами. Снаружи это классическая отделка шестерни, придающая шестерке оборванную форму, при этом зубы обращены наружу. Внутри это расположение шестерни оставляет гладкий внешний край, в то время как внутри зубчатых колес, которые направлены на ось бокового зубчатого колеса, эта компоновка принимает форму, похожую на корону короля на шестерню.

Расчет ведут, как и для цилиндрических передач, по тому колесу, для которого отношение меньше.

Расчет червячных передач

Червячные передачи применяют в случаях, когда геометрические оси ведущего и ведомого валов перекрещиваются (обычно под прямым углом). По форме червяка различают передачи с цилиндрическими и с глобоидными (вогнутыми) червяками. Первые, в свою очередь, подразделяются на передачи с архимедовыми, конволютными и эвольвентными червяками. Здесь рассмотрены только передачи с архимедовыми червяками (в осевом сечении профиль витка трапецеидальный; в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью). Червячные передачи выполняют в виде редукторов, реже открытыми.

Типы зубчатых передач Зубчатые передачи могут иметь различные механизмы. Простой зубчатый диск. Наиболее распространенным типом зубчатого колеса является прямое зубчатое колесо. Зубчатое колесо плоское, ось зуба выступает в радиальном направлении от центра вращения зубчатой ​​передачи, а зубчатые выступы пересекаются поперек плоскости вращения и параллельны друг другу. Эти шестерни могут соответствовать только параллельным осям и также страдают от проблемы игры: когда вращение происходит в одном направлении, зуб нажимает на одну сторону соответствующего зуба другого колеса, а если поворот обратный, противоположная сторона должна нажать на соответствующую и это включает момент, когда зубы движутся без передачи движения.

Передаточное отношение червячной передачи: , где z 2 – число зубьев червячного колеса; z t – число витков (заходов) червяка.

По ГОСТ 2144-76 (передачи червячные цилиндрические) предусмотрено два ряда передаточных чисел u в пределах 8-80, осуществляемых при Z 1 = 1,2 или 4 (червяки с Z 1 = 3 в ГОСТ не включены) и Z 2 = 30-80:

Это означает, что на мгновение после применения входящего вращения нет исходящего вращения, поэтому были разработаны альтернативные решения для устранения проблемы, когда это необходимо. даже полые колеса звездочек, в которых зубчатая структура сформирована на внутренней поверхности цилиндра, вырезанного в самом колесе. Для этих колес диаметр короны условно отрицателен, так как в этом случае передаваемая скорость приравнивается к диаметру водителю. этот способ дает преимущество приближения к параллельной оси короны и свиньи доли не имеет.

1-й ряд: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80;

2-й ряд: 9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.

С увеличением числа витков Z 1 возрастает угол подъема витка червяка и повышается КПД передачи. Применение однозаходных червяков без крайней необходимости не рекомендуется. Рекомендуется назначать: Z 1 = 4 при u = 8-; -15, Z 1 = 2 при u = 15-; -30 и Z 1 = 1 при u >30.

Спиральное зубчатое колесо Спиральное колесо является улучшением по сравнению с простым. Зубы режут под определенным углом относительно плоскости, так что упорная поверхность между зубьями больше и контакт происходит более мягко, исключая характерную распорку простых передач. При проектировании угла зубов можно соединить шестерни с наклонными или даже перпендикулярными осями. Недостатком этого решения является получение результирующей силы вдоль оси шестерни, которая должна поддерживаться специальным шарикоподшипником Другим недостатком является большее трение между зубами, вызванное большей поверхностью контакта, которое должно быть уменьшено за счет использования смазочных материалов.

В ряде случаев целесообразно провести параллельно два расчета передачи при разных числах зубьев колеса и заходов червяка и затем уже, исходя из полученных габаритов и КПД передачи, выбрать оптимальный вариант. Например, при u = 16 следует произвести расчеты, принимая Z 1 = 2, Z 2 = 32 и Z 1 = 4, Z 2 = 64 (в учебных проектах можно допустить Z 1 = 3 и Z 2 = 48).

Можно представить, что это шестерня состоит из двух отдельных колес с геликоидальными колесами, зеркально расположенных рядом друг с другом, так что осевые силы они взаимно калечат. Конические колеса В конических колесах обод колеса гладкий, а гребни пальцев лежат на поверхности идеального конуса. Таким образом, две шестерни могут быть фланкированы под определенным углом между осями. Если наклон зубьев каждого колеса равен 45 °, угол между осями составляет 90 °. Эта система используется, например, между планетариями и спутниками в дифференциале автомобилей.

8.5.1. Основные параметры передачи

Ниже рассмотрены передачи без смещения с архимедовым червяком, имеющим угол профиля в осевом сечении а = 20 ◦ . Основные параметры передач даны в таблице 16.

Червяк. Обозначения основных размеров червяка приведены на рис. 8. Связь между расчетным шагом червяка Р 1 , модулем m и ходом витка червяка P z 1 выражается формулой:

Гипоидная и шестеренная корона Гипоидная корона - это специальная коническая передача, в которой зубы вращаются параллельно плоскости вращения колеса. Он предназначен для малогабаритной параллельной или маленькой шестерни звездочки, это решение используется в угловом шлифовальном станке. Вариант этой системы используется в различных выхлопных системах для механических часов. Другой вариант, гипоидный конический крутящий момент, образован короной и шестерней, оси которой не лежат на одной плоскости, поэтому средний угол спины коронки намного ниже, чем у шестерни.

Применять червяки с левым направлением нарезки без специальных оснований не следует. Делительный диаметр червяка, совпадающий в некорригированных передачах с начальным диаметром берут кратным осевому модулю червяка:

Где q = d 1 /m – коэффициент диаметра червяка

Этот конический крутящий момент введен в поле автомобиля для многих преимуществ: он бесшумный, передает больше крутящего момента с большим охватом между зубцами обоих элементов, что позволяет уменьшить высоту туннеля, где передаточный вал мотоцикл спереди и сзади, увеличивая способность автомобиля занять, увеличивая свет между землей и коробкой дифференциала.

Стойка и шестерня Система стойки и звездочки позволяет преобразовывать линейное вращение. Шестерня - это простое зубчатое колесо, а стойка - произвольно отрезанный режущий инструмент. Его можно считать эквивалентным бесконечному колесу луча. Эта система используется в автомобилях чтобы преобразовать поворот рулевого колеса в боковое движение органов, действующих на колеса.

Делительный угол подъема витка червяка γ связан с z 1 и q соотношением

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Департамент кадров и учебных заведений

Самарская государственная академия путей сообщения

Кафедра механики

Расчёт конической зубчатой передачи

Методические указания по курсу

Тот же принцип используется в некоторых стойках с зубчатыми колесами, где поезда способны преодолевать сильные наклоны благодаря контакту между зубчатым колесом, выступающим под колесом локомотив и длинную стойку, сплошную на трассе, помещенную в рельсы того же самого. Конечно, эта передача работает только на зубчатой ​​части, она не может превышать пределы сектора. где вам не нужно вращать 360 °, но важно сохранить вес и пространство. Некруглые шестерни Некруглые шестерни представляют собой специальные зубчатые колеса, специально предназначенные для специальных применений.

"Детали машин и основы конструирования"

Для студентов специальностей 150700 - Локомотивы

150800 - Вагоны

170900 - Подъёмно-транспортные,

строительные и

дорожные машины и

оборудование

181400 - Электрический транспорт

железных дорог.

Составители: Толстоногов А.А.,

Глобенко Е.В.,

Назарова Н.В.,

Жарков М.С.

В то время как на обычной передаче вы пытаетесь максимизировать передачу энергии с постоянным отношением, в некруговом шестерне цель состоит в том, чтобы иметь переменное передаточное отношение во время вращения или смещения оси или других функций. Форма шестерни может иметь любую форму, подходящую для этой цели, ограниченную воображением изобретателя или инженера. Колеса с минимальными колебаниями в соотношении могут иметь почти круглую форму, или ось может не соответствовать геометрии колеса. Параллельные зубы обычно используются для этих передач, в частности, в связи с осложнениями мотоциклов. для обычных фрезерных передач, но обычно для сплавления, спекания или резки с плиты.

Самара 2004 г.

Методические указания к выполнению расчётно-графических работ и курсового проекта по дисциплине "Детали машин и основы конструирования" для студентов специальностей 150700, 150800, 170900 / Составители Толстоногов А.А., Глобенко Е.В., Назарова Н.В., Жарков М.С. Самара, СамГАПС, 2004.- 24 с.

Утверждено на заседании кафедры, протокол №3. от 13.10.2004г.

Печатается по решению редакционно-издательского совета академии.

Составители: Толстоногов Андрей Арленович,

Глобенко Евгений Викторович,

Назарова Надежда Владимировна,

Жарков Михаил Сергеевич.

Рецензенты: Доцент кафедры ОКМ СГАУ Васин В.Н.,

Профессор кафедры механики СамИИТ Янковский В.В.

Редактор: Шимина И.А.

Подписано в печать 33.33.2002 Формат 60х84 1.16

Бумага писчая. Усл. печ. л

Тираж 100 экз. Заказ №

© Самарская Государственная Академия Путей Сообщения, 2004.

1. Методика расчета конической прямозубой передачи 5

      Выбор материала зубчатых колес 5

      Определение допускаемых напряжений 5

      Определение чисел зубьев и передаточнго числа 6

      Определение внешнего делительного диаметра колеса 7

      Расчёт геометрических параметров зубчатой передачи 8

      Проверочный расчёт контактных напряжений

на рабочих поверхностях зубьев 9

      Определение сил в коническом зацеплении 10

      Проверочный расчет зубьев на выносливость

по напряжениям изгиба 10