Презентація на тему «Механічні передачі як основа сучасного виробництва. Конічні зубчасті передачі»

Механiчнi передачi як основа сучасного виробництва Конічні зубчасті передачі Укладач Кравцова В.М.

Змiст 1 Особливості конічних зубчастих передач 2 Види конічних передач 3 Розміри зубців та вінців конічних зубчастих коліс 4 Навантаження на зубці конічної зубчастої передачі 5 Переваги конічної зубчастої передачі 6 Недоліки конічної зубчастої передачі 7 Рекомендації 8 Перспективи вдосконалення Лiтература

1 Особливості конічних зубчастих передач Конічні зубчасті передачі застосовуються в тих випадках, коли осі валів перетинаються. Кут між осями валів може бути довільним, але на практиці найширше розповсюджені конічні зубчасті передачі з міжосьовим кутом Σ = 90°. Такі передачі називають ортогональними.

Утворення конічної зубчастої передачі Оскільки осі валів перетинаються, то виникають труднощі з розміщенням опор валів конічної передачі. В більшості випадків одне з конічних коліс розміщують консольнo на валу. При цьому збільшу­ється нерівномірність розподілу навантаження по довжині зубців. За дослідними даними несуча здатність конічної зубчастої передачі суттєво нижча від циліндричної з порівняльними розмірами і стано­вить близько 85 %. ККД конічної зубчастої передачі становить 0,95– 0,96. Конічні зубчасті колеса бувають із прямими, тангенціальними та круговими зубцями.

Перетин осей валів затрудняє розміщення опор. Одне з конічних коліс, як правило шестерня, розташоване консольно. При цьому збільшується нерівномірність розподілу навантаження по довжині зубця. В конічному зачепленні діють осьові сили, якi зумовлюють ускладнення конструкції опор. Все це приводить до того, що навантажувальна здатність конічної передачі становить лише 0,85 порівняно з циліндричною. KКД конічної зубчастої передачі дорівнює 0,95...0,98.

По цій причині конічні колеса в порівнянні з циліндричними працюють з більшим шумом. Підшипники вала шестерні розташовуються в стакані для можливості осьового регулювання зачеплення коліс при збірці. В пpoцeci обертання зубчастих коліс початкові конуси з кутами при вершинах δ1 i δ2 перекочуються один по одному без ковзання. Профіль зубців конічних зубчастих коліс так само, як i циліндричних, виконують по евольвентній кривій.

Зазначені особливості роблять конічні передачі складнішими, ніж циліндричні у виготовленні та монтажі. Для нарізування зубців конічних коліс потрібне спеціальне обладнання та інструменти. Крім допусків на розміри зубчастих вінців, тут треба забезпечити допуски на кути δ1 і δ2, а при монтажі – збіг вершин конусів з точкою перетину осей валів. Виготовити конічну зубчасту передачу з одним і тим же ступенем точності значно важче, ніж циліндричну.

2 Види конічних передач Прямозубі конічні передачі Особливості: Мають прості прямі зуби. Використовуються при відносно низьких швидкостях і навантаженнях. Виготовлення простіше і дешевше, ніж інших типів. Недоліки: Підвищений шум і вібрації при роботі. Менша ефективність при високих швидкостях.

Косозубі конічні передачі Особливості: Зуби мають нахил до осі передачі. Забезпечують плавніший і тихіший рух у порівнянні з прямозубими. Краща передача навантаження. Недоліки: Більш складне виготовлення. Виникають осьові зусилля, які потрібно компенсувати.

Конічні передачі з круговими зубчями Особливості: Зуби мають вигнуту форму, що забезпечує безперервний контакт між зубами. Висока плавність роботи і знижений рівень шуму. Ефективні при високих швидкостях і навантаженнях. Недоліки: Складність і вартість виготовлення. Потребують точнішої центровки.

Гіпоїдні передачі Особливості: Використовуються в передачах з паралельними або злегка зміщеними осями валів. Забезпечують високу ефективність і плавність роботи. Зазвичай застосовуються в автомобільних редукторах. Недоліки: Висока вартість. Складність обслуговування.

3 Розміри зубців та вінців конічних зубчастих коліс Параметри конічної зубчастої передачі В ортогональній конічній передачі міжосьовий кут Σ = δ1 + δ2= 90°, де δ1 – кут при вершині ділильного конуса шестірні, δ2 – кут при вершині ділильного конуса колеса (у некоригованій передачі початковий та ділильний конуси збігаються). Якщо число зубців конічної шестірні z1 а колеса z2, то кути при вершинах ділильних конусів визначають за формулами: tg δ1 = z1/z2; tg δ2 = z2/z1 = 90° – δ1. Число зубців умовного плоского колеса діаметра d = 2Re

Модуль зубців конічних зубчастих коліс не е постійним у різних нормальних перерізах зубців. Тому вибір стандартного модуля тут втрачає зміст. Однак часто з метою полегшення контролю конічних зубчастих коліс за стандартний беруть модуль у зовнішньому нормальному перерізі зубців. Такий модуль називається зовнішнім коловим модулем і позначається me (зовнішній коловий модуль зубців, він стандартизований).

4 Навантаження на зубці конічної зубчастої передачі За аналогією з циліндричними передачами силу взаємодії зубців, розподілену по довжині їхнього контакту, замінимо зосередженою силою, яка прикладається до зубця у його середньому перерізі. Сили тертя між зубцями тут також не враховуєм. У конічній передачі взаємодія зубців показана у їх середньому нормальному перерізі А–А. Якщо до ведучого вала прикладений обертовий момент T1, то з боку зубця шестірні на зубець колеса діє нормальна сила Fn, яка направлена вздовж нормалі до профілів зубців у точці їхнього контакту, тобто вздовж лінії зачеплення, яка утворює кут зачеплення α з перпендикуляром до лінії центрів еквівалентних коліс.

Колова сила направлена по спільній дотичній до конічних коліс і лежить у площині їхнього обертання. Тому ця сила може бути визначена через обертовий момент Т1 за формулою: Fl=2T1/dm1.

5 Переваги конічної зубчастої передачі - забезпечення можливості передачі і перетворення обертального руху між ланками з осями обертання, що перетинаються - можливість передачі руху між ланками з перемінним міжосьовим кутом при широкому діапазоні його зміни - розширення компонувальних можливостей при розробці складних зубчастих і комбінованих механізмів

6 Недоліки конічної зубчастої передачі - більш складна технологія виготовлення і збірки конічних зубчастих коліс великі осьові і згинаючi навантаження на вали, особливо у зв'язку з консольним розташуванням зубчастих коліс низький ККД

Рекомендації Використовувати високоякісні матеріали для підвищення довговічності. Застосовувати правильну мастильну систему для зменшення тертя та зношення. Дотримуватися точності у виробництві та встановленні, щоб уникнути небажаних наслідків у роботі передачі.

Перспективи вдосконалення Застосування нових матеріалів і сучасних технологій обробки (наприклад, 3D-друк, композитні матеріали) може суттєво покращити характеристики конічних зубчастих передач, зробивши їх більш довговічними та ефективними. Ці передачі залишаються важливою складовою багатьох механізмів, забезпечуючи надійну роботу при передачі моменту між перехресними валами.

Лiтература Кoновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин. Підручник. – К.: Кондор, 2015. – 584 с. Хомик Н.І., Довбуш А.Д., Цьонь О.П. Деталі машин. Курс лекцій. – Т.: ФОП Паляниця, 2016. – 160 с. Мархель І.І. Деталі машин. – К.: Алерта, 2005. – 366 с. Куклин Г.Н., Куклина Г.С. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1987. – 382 с.