Основна информация за зъбните колела. От какво е направена зъбна предавка?
4. Основните видове механични предавки.
механична трансмисия наречено устройство за предаване на механично движение от двигателя към изпълнителните органи на машината. Може да се извърши с промяна на стойността и посоката на скоростта на движение, с трансформация на вида на движение. Необходимостта от използване на такива устройства се дължи на нецелесъобразността, а понякога и на невъзможността за директно свързване на работния орган на машината с вала на двигателя. Механизмите на въртеливо движение позволяват непрекъснато и равномерно движение с най-малко загуби на енергия за преодоляване на триене и най-малко инерционни натоварвания.
Механичните предавания на въртеливото движение се разделят на:
Според метода на прехвърляне на движение от водещата връзка към подчинената връзка за зъбни колела триене(триене, колан) и годеж(верига, зъбно колело, червяк);
Според съотношението на скоростите на задвижващите и задвижваните звена на забавяне(редуктори) и ускоряване(аниматори);
Според взаимното разположение на осите на задвижващия и задвижвания валове за зъбни колела с паралелен, пресичащи сеи пресичащи сеоси на вала.
предавки
зъбна предавкасе нарича механизъм с три връзки, в който две подвижни връзки са зъбни колела или колело и рейка със зъби, които образуват ротационна или транслационна двойка с фиксирана връзка (тяло).
Зъбната предавка се състои от две колела, чрез които те се захващат едно за друго. Зъбно колело с по-малко зъби се нарича съоръжения, с голям брой зъби - колело.
планетарни предавки
планетаренсе наричат трансмисии, съдържащи зъбни колела с движещи се оси. Трансмисията се състои от централно зъбно колело с външни зъби, централно зъбно колело с вътрешни зъби, планетен носач и сателити. Сателитите се въртят около осите си и заедно с оста около централното колело, т.е. се движат като планети.
Червячни предавки
Червячна предавкаизползва се за прехвърляне на въртене от един вал към друг, когато осите на валовете се пресичат. Ъгълът на пресичане в повечето случаи е 90º. Най-разпространената червячна предавка се състои от т.нар Архимедов червей, т.е. винт с трапецовидна резба с профилен ъгъл в аксиалното сечение, равен на двойния ъгъл на зацепване (2 α = 40), и червячно колело.
Вълнови механични трансмисии
Предаването на вълната се основава на принципа на трансформация на параметрите на движение поради вълнова деформация на гъвкавата връзка на механизма.
Вълновите предавки са вид планетарни предавки, при които едно от колелата е гъвкаво.
Фрикционни предавки
Зъбни колела, чиято работа се основава на използването на сили на триене, възникващи между работните повърхности на две тела на въртене, притиснати едно към друго, се наричат фрикционни предавки.
Ремъчни задвижвания
Коланисе състои от две макари, монтирани на валове и колан, който ги покрива. Коланът е поставен върху шайби с определено напрежение, осигуряващо триене между ремъка и шайбите, достатъчно за прехвърляне на мощност от задвижващата ролка към задвижваната.
В зависимост от формата напречно сечениеремъците се разграничават: плосък ремък, клиновиден ремък и кръгъл ремък
верижни задвижвания
верижно задвижванесе състои от две колела със зъби (звездички) и верига, която ги покрива. Най-разпространените предавки са втулково-ролкови верижни и зъбчати вериги Верижните предавки се използват за пренос на средна мощност (не повече от 150 kW) между паралелни валове в случаите, когато междуцентровите разстояния са големи за зъбни колела.
Трансмисионна винтова гайка
Трансмисионна винтова гайкаслужи за превръщане на въртеливото движение в транслационно. Широкото използване на такива предавки се определя от факта, че с прост и компактен дизайн е възможно да се извършват бавни и точни движения.
В самолетостроенето трансмисията с винтова гайка се използва в механизмите за управление на самолета: за задвижване на клапите за излитане и кацане, за управление на тримери, ротационни стабилизатори и др.
Предимствата на трансмисията включват простота и компактност на дизайна, голяма печалба в сила и точност на движенията.
Недостатъкът на трансмисията е голямата загуба на триене и свързаната с това ниска ефективност.
Гърбични механизми
Гърбични механизми(Фиг. 2.26) по отношение на широчината на приложение те са на второ място след зъбните колела. Използват се в металорежещи машини и преси, двигатели с вътрешно горене, машини за текстилната, хранително-вкусовата и печатарската промишленост. В тези машини те изпълняват функциите на приближаване и прибиране на инструменти, подаване и затягане на материал в машини, избутване, завъртане, преместване на продукти и др.
Видове механични предавки и предавателни механизми
Ротационното движение в машините се предава чрез триене, зъбни, ремъчни, верижни и червячни предавки. Условно ще наречем двойка, която извършва въртеливо движение колела. Колелото, от което се предава въртенето, се нарича задвижващо колело, а колелото, което приема движението, се нарича задвижвано колело.
Всяко въртеливо движение може да се измери в обороти в минута. Като знаем оборотите на задвижващото колело, можем да определим оборотите на задвижваното колело. Броят на оборотите на задвижваното колело зависи от съотношението на диаметрите на свързаните колела. Ако диаметрите на двете колела са еднакви, тогава колелата ще се въртят с еднаква скорост. Ако диаметърът на задвижваното колело е по-голям от задвижващото колело, тогава задвижваното колело ще се върти по-бавно и обратното, ако диаметърът му е по-малък, то ще прави повече обороти. Броят на оборотите на задвижваното колело е толкова пъти по-малък от броя на оборотите на задвижващото колело, колкото пъти неговият диаметър е по-голям от диаметъра на задвижващото колело.
Зависимостта на броя на оборотите от диаметрите на колелата.
В инженерството при проектирането на машини често е необходимо да се определят диаметрите на колелата и техния брой обороти. Тези изчисления могат да бъдат направени на базата на прости аритметични пропорции. Например, ако условно обозначим диаметъра на задвижващото колело като D 1, диаметърът на пробитото D 2, броят на оборотите на задвижващото колело през n 1, броят на оборотите на задвижваното колело през n 2, тогава всички тези количества се изразяват чрез проста връзка:
D 2 / D 1 \u003d n 1 / n 2
Ако знаем три количества, тогава като ги заместим във формулата, лесно можем да намерим четвъртото, неизвестно количество.
В техниката често се налага да се използват изразите: "предавателно отношение" и "предавателно отношение". Предавателното отношение е отношението на броя обороти на задвижващото колело (вала) към броя обороти на задвижваното колело, а предавателното отношение е отношението между броя обороти на колелата, независимо кое е задвижващото . Математически предавателното отношение се записва така:
n 1 / n 2 = i или D 2 / D 1 = i
където аз- предавателно отношение. Предавателното отношение е абстрактна величина и няма измерение. Предавателното отношение може да бъде всичко - както цяло, така и дробно.
фрикционна предавка
При фрикционното предаване въртенето от едно колело на друго се предава чрез сила на триене. Двете колела се притискат едно към друго с известна сила и поради триенето между тях се въртят едно друго. Недостатък на фрикционната предавка: голяма сила, притискаща колелата, причиняваща допълнително триене и следователно изискваща допълнителна сила за въртене. В допълнение, колелата по време на въртене, без значение как са притиснати едно към друго, дават приплъзване. Следователно, когато се изисква точно съотношение на броя на оборотите на колелата, фрикционното предаване не се оправдава.
Предимства на фрикционното предаване:
Лесни за производство търкалящи се тела;
Равномерно въртене и тиха работа;
Възможност за безстепенно регулиране на скоростта и включване/изключване на предаване в движение;
Поради възможността за подхлъзване, трансмисията има свойства за безопасност.
Недостатъци на фрикционната предавка:
Приплъзване, водещо до непоследователно предавателно отношение и загуба на енергия;
Необходимостта от затягане.
Приложение на фрикционната предавка:
В машиностроенето безстепенните фрикционни предавки се използват най-често за безстепенно регулиране на скоростта.
Триещи предавки:
a - челно зъбно колело, b - ъглово зъбно колело, c - цилиндрично зъбно колело.
В домашно приготвените устройства фрикционната предавка може да се използва широко. Цилиндричните и челните предавки са особено приемливи. Зъбните колела могат да бъдат направени от дърво. За по-добро сцепление работните повърхности на колелата трябва да бъдат "обвити" със слой от мека гума с дебелина 2-3 мм. Гумата може да бъде закована с малки скилидки или залепена с лепило.
Gear
При зъбните колела въртенето от едно колело на друго се предава с помощта на зъби. Зъбните колела се въртят много по-лесно от фрикционните колела. Това се обяснява с факта, че тук изобщо не се изисква натискане на колелото върху колелото. За правилно зацепване и лесна работа на колелата профилът на зъба се прави по определена крива, наречена еволвента.
v предават въртеливо движение;
v промяна на оборотите;
v увеличаване или намаляване на силата на въртене;
v промяна на посоката на въртене.
В зависимост от формата на колелата и взаимното им разположение се разграничават: видове зъбни колела : цилиндрични, конични, червячни, зъбни, планетарни.
Цилиндрична предавка се състои от две или повече цилиндрични колела, монтирани на успоредни валове.
Ориз. 215 Цилиндрична предавка
Конусни зъбни колела се състои от две конични колела, разположени на два вала, чиито оси се пресичат. Ъгълът на пресичане може да бъде всеки, но обикновено е 90º.
Ориз. 216 Конусни зъбни колела
Червячна предавка (винтова предавка) - механична трансмисия, осъществявана чрез зацепване на червея и свързаното с него червячно колело. Червячна предавка се използва за кръстосване, но не пресичане на валове. Червячната предавка се състои от винт (червяк) и зъбно колело.
Ориз. 217 Червячна предавка
Червячната предавка има редица уникални свойства. Първо, той може да се използва само като задвижваща предавка и не може да се използва като задвижваща предавка. Това е много удобно за механизми, които са необходими за повдигане и задържане на товар без натоварване на двигателя. Има много възможни приложения за това свойство на червячна предавка, като много видове кранове и товарачи, железопътни бариери, подвижни мостове, лебедки. Червячната предавка LEGO е много широко използвана при проектирането на ръкохватката за роботизираната ръка.
Второ, характерна особеност на червячната предавка е, че има голямо предавателно отношение. Следователно червячните предавки се използват като редуктор винаги, когато има много висок въртящ момент.
Заключение: Червячната предавка има редица предимства:
v Заема малко място.
v Има свойството да се самоспира.
v Намалява многократно оборотите.
v Увеличава задвижващата сила.
v Променя посоката на въртене с 90°.
рейка и пиньон - механична трансмисия, която преобразува въртеливото движение на предавката в транслационно движение на рейката и обратно. Рейка може да се разглежда като кръг от голямо зъбно колело, удължено в права линия.
Трябва да се отбележи, че в комплектите LEGO има зъбни колела и вътрешни зъбни колела.
пръстеновидно зъбно колело - това е специален вид зъбни колела, зъбите им са на страничната повърхност. Такава предавка работи, като правило, в тандем с цилиндрична предавка.
Ориз. 220 Връзки коронни и цилиндрични зъбни колела с 8 и 24 зъба
Зъбни колела с вътрешно зацепване имат изрязани зъби отвътре. Когато се използват, се получава еднопосочно въртене на задвижващите и задвижваните зъбни колела. Тази зъбна предавка има по-малко разходи за триене, което означава по-висока ефективност*. Зъбни колела с вътрешна предавка се използват в механизми с ограничени размери, в планетарни предавки, в задвижването на робот-манипулатор.
Ориз. 221 Вътрешна предавка
Специалната характеристика на вътрешното зъбно колело LEGO е, че има зъби отвън, така че може да се използва в зъбни колела като цилиндрично зъбно колело с 56 зъба.
Ориз. 222 Начини за свързване на колело с вътрешно зъбно колело към цилиндрично зъбно колело, колело с корона и "червей"
Ориз. 223 Метод за свързване на колело с вътрешна предавка към двигател
планетарна предавка
планетарна предавка (диференциална предавка) - механична система, състояща се от няколко планетарни зъбни колела (зъбни колела), въртящи се около централно, слънчево, зъбно колело. Обикновено планетарните зъбни колела са фиксирани заедно с планетен носач. Планетарното зъбно колело може също да включва допълнително външно пръстеновидно (коронно) зъбно колело, което има вътрешно зацепване с планетарните зъбни колела.
Това предаване е намерило широко приложение, например се използва в кухненски уредиили автоматична скоростна кутия на автомобил.
Основните елементи на планетарната предавка могат да се разглеждат, както следва:
v Слънчево зъбно колело: разположено в центъра;
v Носач: твърдо фиксира осите на няколко планетарни зъбни колела (сателити) с еднакъв размер един спрямо друг, които са зацепени със слънчевото зъбно колело;
v Зъбен пръстен: външно зъбно колело, което зацепва вътрешно с планетарните зъбни колела.
Ориз. 224 Пример за планетарно зъбно колело: носачът е неподвижен, слънцето е водещо, короната е задвижвана
В планетарна предавка въртящият момент се предава с помощта на който и да е (в зависимост от избраната предавка) от двата му елемента, от които единият е главен, вторият е подчинен. Третият елемент е неподвижен (таблица 8).
Таблица 8. Елементи на планетарната предавка
|
Фиксирана |
Водещ |
роб |
Излъчване |
|
Корона |
понижаване |
||
|
Подсилване |
|||
|
слънце |
понижаване |
||
|
Подсилване |
|||
|
носител |
Реверс, понижаване |
||
|
Обратно усилване |
Реверс - промяна на хода на механизма на обратен, обратен.
Ориз. 225 Пример за дизайн на планетарно зъбно колело: короната е неподвижна, носачът е водещ, слънцето се задвижва
Механични трансмисии с гъвкави елементи
За прехвърляне на движение между относително далечни валове се използват механизми, при които силата от задвижващата връзка към задвижваната се предава с помощта на гъвкави връзки. Като гъвкави връзки се използват колани, въжета, вериги с различни дизайни.
Зъбните колела с гъвкави връзки могат да осигурят постоянно и променливо предавателно отношение със стъпка или плавна промяна на стойността му.
Колани
Ремъчното задвижване се състои от две шайби, монтирани на валове и ремък, покриващ тези шайби. Товарът се предава поради силите на триене, които възникват между шайбите и колана поради напрежението на последния. Ремъчното задвижване не е много чувствително към относителното положение на задвижващия и задвижвания вал. Те дори могат да бъдат обърнати под прав ъгъл един към друг или да се поставят върху колан под формата на кръстосана линия и тогава посоката на въртене на задвижвания вал ще се промени.
Ориз. 226 Ремъчно задвижване
верижно задвижване
Ориз. 227 Верижно задвижване
фрикционна предавка
Ориз. 228 Фрикционна предавка
При фрикционното предаване въртенето от едно колело на друго се предава чрез сила на триене. Двете колела се притискат едно към друго с известна сила и поради триенето, което възниква между тях, едното върти другото.
Фрикционните предавки се използват широко в автомобилите. Недостатък на фрикционната предавка: голяма сила, притискаща колелата, причиняваща допълнително триене в колата и следователно изискваща допълнителна сила за въртене.
В допълнение, колелата по време на въртене, без значение как са притиснати едно към друго, дават приплъзване. Следователно, когато се изисква точно съотношение на броя на оборотите на колелата, фрикционното предаване не се оправдава.
Проект "Автоматична бариера":
1. Проектирайте модел на автоматична бариера.
Спецификации:
б) дизайнът използва червячна предавка;
в) автоматичното повдигане и спускане на преградната стрела трябва да се извършва с помощта на ултразвуков сензор.
4. Като част от кръга по роботика направете автоматична бариера.
6. Напишете описание на автоматичната бариера в работната си тетрадка.
Проект „Завойплатформа":
1. Проектирайте модел грамофон.
Спецификации:
б) конструкцията използва зъбно колело с вътрешно зацепване;
в) автоматичното завъртане на платформата става с помощта на сензор за докосване (сензор за светлина).
4. Като част от кръга по роботика, направете въртяща се маса.
6. Напишете описание на грамофона в работната си тетрадка.
Проект „Плъзганеавтоматични врати":
1. Проектирайте модел автоматични плъзгащи се врати.
Спецификации:
а) моделът включва един сервомотор, микроконтролер NXT;
б) в дизайна се използва зъбна рейка и зъбно колело;
в) автоматичното отваряне на вратата става с помощта на ултразвуков сензор (сензор за светлина).
2. Скицирайте модела в работната тетрадка.
3. Обсъдете проекта с учителя.
4. Като част от кръжока по роботика направете модел на автоматични плъзгащи се врати.
5. Използвайки езика за програмиране NXT-G, напишете програма за управление на модела.
6. Напишете описание на модела автоматична плъзгаща се врата в работната си тетрадка.
Описание на зъбните колела
ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПРЕДАВИТЕ
Зъбните колела са вид механични предавки, които работят на принципа на зацепване. Те се използват за предаване и преобразуване на въртеливото движение между валовете.
Скоростите се отличават с висока ефективност (за един етап - 0,97-0,99 и по-висока), надеждност и дълъг експлоатационен живот, компактност, стабилност на предавателното отношение поради липсата на приплъзване. Предавки се използват в широк диапазон от скорости (до 200 m/s), мощност (до 300 MW). Размерите на зъбните колела могат да бъдат от части от милиметъра до няколко метра.
Недостатъците включват относително висока сложност на производството, необходимостта от рязане на зъби с висока точност, шум и вибрации при високи скорости, висока твърдост, която не позволява компенсиране на динамични натоварвания.
Предавателните отношения в скоростните кутии могат да достигнат 8, в отворени предавки - до 20, в скоростни кутии - до 4.
Според разположението на зъбите се разграничават зъбни колела с външно и вътрешно зацепване.
Конструктивно предавки през по-голямата частсе изпълняват затворени в общ твърд корпус, което осигурява висока точност на сглобяване. Само нискоскоростни трансмисии ( v < 3 м/сек) с колесами значительных размеров, нередко встроенных в конструкцию машин (например, в механизмах поворота подъемных кранов, станков), изготавливаются в открытом исполнении.
Най-често зъбните колела се използват като ретардери (редуктори), т.е. за намаляване на скоростта и увеличаване на въртящия момент, но също така успешно се използва за увеличаване на скоростта на въртене (мултипликатори).
За защита на работните повърхности на зъбите от захващане и абразивно износване, както и за намаляване на загубите от триене и свързаното с тях нагряване се използва смазване. Затворените зъбни колела обикновено се смазват с течни минерални масла, потапяне на колела или принудително подаване на масло към зацепващите зъби. Отворените зъбни колела се смазват с грес, която периодично се нанася върху зъбите.
Зъбни колела с успоредни валове се наричат цилиндрични (фиг. 2.1), с пресичащи се валове - скосени (фиг. 2.2).
Според местоположението на зъбите се разграничават зъбни колела с външен (фиг. 2.1 а-в) и вътрешно зъбно колело (фиг. 2.1 Ж).
Според профила на зъбите на зъбните колела зъбните колела се делят на: зъбни колела с еволвентно зацепване, при които профилите на зъбите са очертани с еволвенти; на предавания от циклоидален профил; на предавания от Линк на Новиков. По-нататък в ръководството ще бъдат описани само еволвентни профилни зъбни колела с външно зацепване.
Зъбно колело е предавателно зъбно колело с по-малък брой зъби (най-често задвижващо). Колелото е трансмисионно зъбно колело с голям брой зъби. Терминът "зъбно колело" може да се приложи както към зъбното колело, така и към зъбното колело.
Цилиндрични зъбни колеласа шпора, спирала и шеврон.
Шпорни колела(фиг. 2.1 а) се използват главно при ниски и средни периферни скорости, с висока твърдост на зъбите (когато динамичните натоварвания от производствени неточности са малки в сравнение с полезните), в планетарни предавки, в отворени предавки, а също и ако е необходимо аксиално движение на колелата (в скоростни кутии).
Спирални зъбни колела(фиг. 2.1 b) имат по-голяма товароносимост (поради по-голямата дължина на зъба със същата ширина на зъбния венец), повишена гладкост и намален шум, така че се използват за критични предавки при средни и високи скорости. Обемът на тяхното използване е над 40% от обема на използване на всички цилиндрични колела в машините.
Спиралните зъбни колела с твърди зъбни повърхности изискват повишена защита срещу замърсяване, за да се избегне неравномерно износване по дължината на контактните линии и риск от начупване. При винтовите зъбни колела възниква аксиална сила, която трябва да се вземе предвид при проектирането на опори и валове.
Шеврон колела(фиг. 2.1 в) имат всички предимства на спиралните зъбни колела и в същото време няма вредна аксиална сила, но технологията на тяхното производство е по-сложна.
За цилиндрични зъбни колела, ъгълът на наклона на зъбите b= 0°, за спираловидна - b= 8...20°, за рибена кост - b= 25...40°.
При спирални зъбни колела на скоростни кутии за зъбни колела се препоръчва посоката на зъба да се вземе наляво, за колела - надясно.
Повечето серийни скоростни кутии имат спирални зъбни колела, както във високоскоростни, така и в нискоскоростни етапи.
Между конусни зъбни колеланай-разпространени в машиностроенето са зъбните колела с прави зъби. Често се използват и зъбни колела с кръгли зъби. Много по-рядко - с тангенциални и други извити зъби.
 |  | ||
| а | b | ||
| Ориз. 2.2. Видове конусни зъбни колела |
Шпоритеконусни зъбни колела (фиг. 2.2 а) се използват при ниски периферни скорости (до 2 ... 3 m / s, до 8 m / s е допустимо), като най-лесни за инсталиране.
конусни зъбни колела с кръгли зъби(фиг. 2.2 b) имат по-плавно зацепване и следователно по-голяма скорост и носимоспособност. Те са по-технологични.
2.3 Материали за зъбни колела и топлинна или химиотермична обработка
Материалите на предавките и термичната или химико-термичната обработка се избират в зависимост от предназначението на трансмисията, условията на работа и изискванията за габаритните размери.
За да се увеличи носещата способност на зъбните колела, е препоръчително да се увеличи твърдостта на повърхността на зъбите, т.к. Носещата способност на зъбните колела по отношение на контактната якост е пропорционална на квадрата на твърдостта на зъбната повърхност. Увеличаването на твърдостта на материала обаче се отразява неблагоприятно на якостта на огъване. За да се подобри якостта на огъване, е желателно да се поддържа пластично зъбно ядро. Поради това се използва предимно повърхностна термична или химико-термична обработка.
Методи за закаляване:
· Нормализацияви позволява да получите твърдост от 180 ... 220 HB, така че товароносимостта е сравнително малка, но в същото време зъбите на колелата се движат добре и поддържат точността, получена по време на обработката. Нормализираните колела обикновено се използват в спомагателни механизми, например в механизми за ръчно управление.
Приложими стомани: 40, 45, 50 и т.н. За да се увеличи устойчивостта срещу блокиране, зъбните колела и колелата трябва да бъдат направени от различни материали.
· Подобрениеви позволява да получите твърдост на повърхността и сърцевината от 200 ... 240 HB (за малки зъбни колела 280 ... 320 HB), товароносимостта е малко по-висока, отколкото при нормализиране, но зъбите на колелата се движат по-лошо. Обикновено подобрените колела се използват в дребномащабно и единично производство при липса на строги изисквания за размери.
Прилагани стомани: 40, 45, 50G, 35HGS, 40X и др.
· Високочестотно втвърдяване(TVCh) дава средна товароносимост с доста проста технология на втвърдяване. Позволява да се постигне твърдост на повърхността от 45…55 HRC с дълбочина на закаления слой до 3…4 mm. Втвърдяването на HDTV обикновено се предшества от подобрение, така че механичните свойства на сърцевината са същите като при подобрението. Якостта на огъване е 1,5-2 пъти по-висока в сравнение с обемното втвърдяване. Поради повишената твърдост на зъбите на зъбните колела, те не се набиват добре. Размерите на съоръженията са практически неограничени. Трябва да се помни, че при модули, по-малки от 3 ... 5 mm, зъбът се калцинира, което води до тяхното значително изкривяване и намаляване на якостта на удар.
Използвани стомани: 40Kh, 40KhN, 35KhM, 35KhGSA.
· Циментиране(повърхностно насищане с въглерод), последвано от HDTV втвърдяване и задължително шлайфане, дава възможност да се получи повърхностна твърдост от 56…63 HRC с дълбочина на закаления слой от 0,5…2 mm. Товароносимостта е висока, но технологията на втвърдяване е по-сложна. Якостта на огъване в сравнение с обемното втвърдяване е 2-2,5 пъти по-висока.
Стоманата 20X е широко използвана, а за критични предавки, особено тези, работещи с претоварвания и ударни натоварвания, стомани 12XH3A, 20XHNM, 18XGT, 25XGM, 15XF.
· Азотиране(повърхностно насищане с азот) осигурява висока твърдост и износоустойчивост на повърхностните слоеве, без да е необходимо последващо закаляване и шлайфане. Азотирането позволява да се получи повърхностна твърдост от 58…67 HRC с дълбочина на закаления слой от 0,2…0,5 mm. Малката дебелина на закаления слой не позволява използването на азотирани колела при ударни натоварвания и при работа с интензивно износване (мръсна смазка, абразив). Продължителността на процеса на азотиране достига 40-60 часа. Обикновено азотирането се използва за колела с вътрешно зацепване и други, чието шлайфане е трудно.
Използва се молибденова стомана 38Kh2MYuA, но е възможно азотиране на стомани 40KhFA, 40KhNA, 40Kh до по-ниска твърдост, но по-висок вискозитет.
· Нитрокарбонизация– насищането на повърхностните слоеве с въглерод и азот в газова среда с последващо закаляване осигурява висока контактна якост, устойчивост на износване и устойчивост на захващане, има доста висока скорост на потока от около 0,1 mm / час и по-висока. Благодарение на ниската деформация, в много случаи може да се откаже от смилането. Съдържанието на азот в повърхностния слой позволява използването на по-малко легирани стомани, отколкото при карбуризирането: 18KhGT, 25KhGT, 40Kh и др.
2.4 Конструкция на предавки
Конструкцията на зъбните колела зависи от техния размер, материал, технология на производство и експлоатационни изисквания.
Зъбни колела с малки размери, при които диаметърът на обиколката на кухината на зъбите е близък до диаметъра на вала, са направени в едно цяло с вала (вал на зъбно колело) (фиг. 2.3).
Като правило са монтирани колела, които позволяват кацане на вала. Това дава възможност да се изберат различни, най-подходящите материали и термична обработка за вала и колелото, да се опрости технологията на производство на тези части и позволява подмяна на зъбите на колелото след износване, запазвайки вала.
Зъбни колела с малък диаметър ( д£ 200 mm) обикновено се правят от кръгли пръти (£ 150 mm), ковани или щамповани заготовки под формата на твърд диск или с изпъкнала главина и т.н. (фиг. 2.4).
Колела със среден размер ( д£ 600 mm) са направени от изковки, щамповани или ляти заготовки и най-вече имат дисков дизайн (фиг. 2.5).
Зъбни колела с големи размери могат да бъдат направени твърди, с един или два успоредни диска, подсилени с ребра или с кръстовидни, тройни, I-лъчеви, овални или други спици с напречно сечение (фиг. 2.6).
Когато се използват висококачествени стомани за производството на зъбна джанта, за да се спестят пари, колелата могат да бъдат направени обвити (монтирани с гарантирана плътност) или предварително изработени (на монтажни болтове, чрез заваряване или лепило) (фиг. 2.7) .
1. Скорости
1.1 Дизайни
2. Износване и ремонт на предавки
2.1 Смяна и ремонт на зъбни колела
2.2 Методи за ремонт на зъбни колела
Списък на използваната литература
1. ПРЕДАВКИ
1.1 Конструкции
Зъбните колела се използват в почти всички механизми, с които са оборудвани металургичните цехове (кранове и подемници, ролкови маси, лебедки на превключващи устройства, задвижвания на мелници и др.)
Основните части на зъбните колела са зъбни колела (зъбни колела). Те служат за прехвърляне на въртене от един вал на друг, когато валовете не са на една ос.
В зависимост от взаимното разположение на валовете се използват зъбни колела: цилиндрични, конични и винтови.
Цилиндричното зъбно колело служи за прехвърляне на въртене от един към друг паралелен вал (фиг. 1, а).
Конусното зъбно колело се използва за прехвърляне на въртене от вала към вала, разположен в пресечната точка на осите (фиг. 1.6).
Спирално зъбно колело се използва за прехвърляне на въртене от вал към вал, разположен с пресичащи се, но не пресичащи се оси (фиг. 1, в).
Ориз. 1. Зъбни колела: a - цилиндрични: b - скосени: c - винт: g-шевронно зъбно колело.
Зъбното колело и рейката се използват за превръщане на въртеливото движение в възвратно-постъпателно движение.
Зъбите на цилиндричните колела могат да бъдат прави (фиг. 1, а и б), наклонени и шевронни (коледно дърво) - фиг. 1, г-н
Шевронното зъбно колело се състои, така да се каже, от две зъбни колела с наклонени зъби, свързани заедно.
По време на работа на зъбни колела с прави зъби, един или два зъба са зацепени едновременно, в резултат на което работата на трансмисията е придружена от някои удари.
По-плавната работа на зъбната предавка се постига чрез използване на винтови или шевронни зъби, тъй като броят на зъбите, участващи в зацепването, се увеличава.
Зъбните колела са изработени от стоманени изковки, стоманени отливки и валцувани продукти или от чугун. За критични предавки (например подемни машини) не се допуска използването на чугунени предавки.
Класификация на зъбните колела. В зависимост от предназначението на зъбното колело, вида на зъба и скоростта на въртене, зъбните колела се разделят на четири класа на точност на зъбните колела според допустимите отклонения при производство и монтаж (Таблица 119).
Таблица 1 Класификация на предавки
| Клас | Допустимо | |||
| точно- | тип предавка | Тип | областна скорост | Забележка |
| сти | зъб | височина, m/s | ||
| 4 | Цилиндрична | Направо | До 2 | Приложимо при точност |
| косо | » 3 | и нямат гладкост | ||
| ценности, както и | ||||
| коничен | Направо | " един | ръчна и ненатоварена | |
| излъчвания | ||||
| 3 | Цилиндрична | Направо | » 6 | |
| косо | "осем | |||
| коничен | Направо | » 2 | ||
| косо | " 5 | |||
| 2 | Цилиндричен" | Направо | "десет | |
| косо | "осемнадесет | |||
| коничен | Направо | " 5 | ||
| косо | "десет | |||
| 1 | Цилиндрична | Направо | Над 8 | 1 Когато е необходимо, болка |
| косо | "петнадесет | 1 shoy трансфер гладкост | ||
| коничен | Направо | " 5 | дали, както и броене- | |
| косо | "десет | механизми |
Зъбните колела са отворени, полуотворени и затворени.
Отворени са тези, които нямат кожух (резервоар) за маслена баня; такива зъбни колела периодично се смазват с грес. Обикновено тези предавки са нискоскоростни и се използват главно в прости машини и механизми.
Полуотворените предавки се различават от отворените предавки по наличието на резервоар за течна маслена баня.
Наричат се затворени зъбни колела, които заедно с лагерите са монтирани в специални корпуси.
Скоростните кутии се смазват по различни начини:
1) при периферни скорости на зъбни колела над 12--14 m / sec-струен метод с подаване, струи в зоната на началото на зацепването на предавките;
2) при периферни скорости на зъбни колела под 12 m / s - чрез потапяне.
При смазване при потапяне трябва да се спазва следното:
а) по-голямото зъбно колело на двойката трябва да бъде потопено в масло с два до три пъти височината на зъба;
б) ако скоростната кутия има няколко степени, тогава нивото на маслото се определя, като се вземе предвид скоростта на предавките.
В последния случай се допуска ниво b (фиг. 2), когато зъбното колело 1 на нискоскоростния етап се върти с ниска скорост. В скоростни кутии със средни и големи
Ориз. 2. Струйно смазване на зъбни колела.
Ориз. 3. Схема на смазване на предавките чрез потапяне.
скоростта на ниско разположените колела, последните се потапят до два или три пъти височината на зъба на по-голямото колело и маслото се налива до ниво a. смазване на първия етап поставете спомагателно зъбно колело 3 с тесен зъб, който доставя смазка към работното колело.
Вискозитетът на маслото, излято в скоростната кутия, се избира в зависимост от скоростта и натоварването - обикновено от 4 до 12 ° E при температура за определяне на вискозитета от 50 ° C. В същото време температурните условия, при които работи уредът, също са взети предвид; когато температурата се повиши, се използва масло с по-висок вискозитет; когато температурата спадне, се използва по-нисък вискозитет.
Отворените зъбни колела обикновено се смазват с греси (твърдо масло, консталин и др.).
Пълненето на предоставените уплътнения (чертежи) в лагерите и по линията на свързване на корпуса на скоростната кутия трябва да се извърши много внимателно, за да се избегне изтичане на масло и навлизане на прах в скоростната кутия.
2. Износване и ремонт на предавки
Зъбните колела се повредят поради две основни причини: износване на зъбите и счупване на зъбите.
Износването обикновено е резултат от: 1) непълен съединител и 2) повишено триене (постепенно износване).
Износването в първия случай е резултат главно от лош монтаж и при правилен монтаж (стриктно спазване на радиалната хлабина) обикновено липсва. Промяната в радиалната хлабина обаче може да бъде и следствие от износването на лагерните черупки и в резултат на износването на лагерите може да има както увеличаване на радиалната хлабина, така и нейното намаляване (работа на тяга) .
Ако натоварването върху облицовките се прехвърли към страните, противоположни на съединителя по време на работа, тъй като облицовките са износени, е възможно увеличаване на радиалния просвет.
Ако натоварването върху облицовките се прехвърли от страната на кордона (например за зъбни колела на кранови плъзгачи), по време на работа, тъй като обвивката (в този пример обвивката на бегача) се развива, радиалният хлабина може да намалее.
И в двата случая след смяна на облицовките се възстановява радиалната хлабина.
Постепенното износване поради повишено триене зависи от редица условия, включително твърдостта на материала, от който са направени зъбните колела, термичната обработка, правилния избор на смазка, недостатъчната чистота на маслото и ненавременната му смяна, претоварване на трансмисията и др.
Правилният монтаж и доброто наблюдение по време на работа са основните условия за дълга и безпроблемна работа на оборудването.
Счупването на зъба на зъбното колело възниква по следните причини: претоварване на зъбни колела, едностранно (от единия край на зъба) натоварване, подрязване на зъба, незабележими пукнатини в материала на детайла и микропукнатини в резултат на лошо извършена термична обработка, слаба устойчивост на метала до удари (по-специално в резултат на неотгряване на отливки и изковки), повишени удари, попадане на твърди предмети между зъбите и др.
Ориз. 4. Ремонт на зъби с помощта на отвертки с последващо заваряване
По правило зъбните колела с износени и счупени зъби не подлежат на ремонт, а на смяна, като се препоръчва да се сменят едновременно и двете колела, включени в това зацепване. Когато обаче голямото колело в зацепване е многократно по-голямо от размера на малкото, е необходима навременна смяна на малкото колело, което се износва по-бързо от голямото с около предавателно число пъти. Навременната смяна на малкото колело ще предпази голямото колело от износване.
Износването на зъбите на зъбното колело не трябва да надвишава 10-20% от дебелината на зъба, като се брои по дъгата на делителната окръжност. При зъбни колела с ниска отговорност се допуска износване на зъбите до 30% от дебелината на зъба, в зъбни колела на критични механизми е много по-ниско (например за механизми за повдигане на товари износването не трябва да надвишава 15%: дебелина на зъба, а за зъбно колело колела на кранови подемни механизми, транспортиращи течност и горещ метал - до 10%").
Зъбните колела с цементирани зъби трябва да се сменят, когато цементираният слой е износен повече от 80%1 от дебелината си, както и когато цементираният слой е напукан, начупен или отлепен.
Ако зъбите са счупени, но не повече от два подред в предавки, които не са особено важни (например механизми за движение на кран), се допуска възстановяването им, което се извършва по следния начин: счупените зъби се изрязват към основата се пробиват два или три отвора по ширината на зъба и в тях се нарязват резби, правят се шпилки и се завинтват плътно в подготвените отвори, шпилките се заваряват към зъбното колело и металът се заварява с електрическо заваряване, като му се придаде формата на зъб, на зъбонарезна, фрезова или рендосваща машина или чрез ръчно изпиляване, отложеният метал се оформя в зъб, след което възстановеният профил се проверява чрез адхезия към свързващата част и чрез шаблон.
По-голямата част от механичните трансмисии са базирани на зъбни колела. С други думи, при зацепването силата се предава чрез зацепването на двойка зъбни колела (двойка зъбни колела). Зъбните колела се използват активно, което ви позволява да променяте скоростта на въртене, посоката, моментите.
Основната задача е да се трансформира въртеливото движение, както и да се промени разположението на елементите и редица други функции, които са необходими за работата на възли, възли и механизми. След това ще разгледаме видовете зъбни колела, техните характеристики, както и предимствата на зъбните колела и техните недостатъци.
Прочетете в тази статия
Както вече споменахме, предавката (предавката) ви позволява ефективно да реализирате прехвърлянето на въртеливо движение, което идва от двигателя.
Успоредно с това се трансформира движението, променя се честотата на въртене, стойността, посоката на осите на въртене и др. За изпълнение на такива задачи има различни видовепредавки. На първо място, те обикновено се класифицират според местоположението на осите на въртене.
- Цилиндрична предавка. Такова зъбно колело се състои от двойка, която обикновено има различен брой зъби, а осите на зъбните колела на цилиндричното зъбно колело са успоредни. Също така съотношението на броя на зъбите обикновено се нарича предавателно отношение. По-малкото зъбно колело се нарича пиньон, докато по-голямото се нарича зъбно колело.
В случай, че предавката е водеща и предавателното отношение е по-голямо от едно, такава предавка е редуктор, тъй като предавката ще се върти с по-ниска честота от предавката. Също така, в същото време, подлежи на намаление ъглова скоростима увеличение на въртящия момент на вала. В случай, че предавателното отношение е по-малко от единица, такава предавка ще бъде овърдрайв.
- конично зацепване. Особеността е, че осите на зъбните колела ще се пресичат, въртенето се предава между валовете, разположени под един или друг ъгъл. Скоростта ще бъде по-ниска или по-висока, като се има предвид кое от колелата е водещо при този тип предавка.
- Червячна предавка. Такова предаване е различно по това, че има оси на въртене, които се пресичат. Голямо предавателно отношение се получава в резултат на съотношението на броя на зъбите на колелото, както и броя на посещенията на червея. Самите червеи биват еднонишкови, двунишкови или четиринишкови. Също важна характеристикачервячна предавка се счита, че в този случай въртенето се предава изключително от червяка към червячното колело. В този случай обратният процес е нереализуем поради силно триене. Тази система има способността да се спира самостоятелно поради използването на червячни предавки (например в механизми за повдигане на товари).
- Рейка и зъбно колело, което може да се реализира с помощта на зъбна рейка. Това решение ви позволява ефективно да преобразувате въртеливото движение в транслационно и обратно. Например, в автомобил решението обикновено се използва в кормилното устройство (кормилна рейка).
- Винтови зъбни колела. Такива зъбни колела се използват, ако валовете са кръстосани. В този случай контактът на зъбите на зацепването е точков, самите зъби се износват силно при натоварвания. Зъбни колела от този тип често се използват в различни устройства.
- Планетарна предавка (). Този тип зацепване се различава от останалите по това, че използва зъбни колела с подвижни оси. Като правило има твърдо фиксирано външно колело, което има вътрешна резба.
Има и централно колело, както и носач със сателити. Тези елементи се движат по обиколката на неподвижното колело, поради което въртят централното колело. В този случай въртенето се прехвърля от носача към централното колело или обратно.
Зъбните колела могат да имат външно или вътрешно зацепване. Ако всичко е ясно с външния (в този случай схемата на зъбното колело предполага, че зъбите са разположени отгоре), тогава при вътрешно зацепване зъбите на по-голямото колело са разположени на вътрешната повърхност. Освен това въртенето е възможно само в една посока.
След като разгледахме основните видове предавки (зъбни предавки) по-горе, трябва да добавим, че тези типове могат да се използват в различни комбинации, като се вземат предвид характеристиките на определени кинематични схеми.
- Зъбните колела също могат да се различават по формата на зъбите, профила и вида. Като се вземат предвид разликите, е обичайно да се разграничават следните зъбни колела: еволвентни, кръгови и циклоидни. В този случай най-често се използват еволвентни зъбни колела, тъй като технологично това решение е по-добро от другите аналози.
На първо място, такива зъби се изрязват с обикновен инструмент за зъбна рейка и зъбно колело. Посоченото зацепване е с постоянно предавателно отношение, което не зависи по никакъв начин от степента на изместване на междуостовото разстояние. Недостатъкът на зацепването е само, че по време на предаване на голяма мощност се отразява малко контактно петно в двете изпъкнали повърхности на зъбите. Резултатът е разрушаване на повърхността и други дефекти на материала.
Добавяме също, че кръговата предавка е различна по това, че изпъкналите зъби на зъбното колело са зацепени с вдлъбнати колела. Това ви позволява значително да увеличите контактното петно, но също така значително увеличава силата на триене в тези двойки.
- Можете също така отделно да разграничите самите видове зъбни колела: цилиндрични, спирални, шевронни и криволинейни. Шпорите са най-често срещаните видове двойки, те са лесни за проектиране, евтини за производство и надеждни при работа. Линията на контакт в този случай е успоредна на оста на вала. Такива колела се характеризират с ниска производствена цена, но те могат да предават относително малък максимален въртящ момент в сравнение със спиралните и шевронните зъбни колела.
Спиралните зъбни колела се използват най-добре, ако скоростта е много висока. Това решение ви позволява да постигнете гладкост и намаляване на шума. Недостатъкът се счита за голямо натоварване на лагерите, тъй като възникват аксиални сили.
Шевронните колела имат редица предимства, присъщи на спиралните двойки. На първо място, те не създават допълнително натоварване върху лагерите от аксиални сили (силите са многопосочни).
Криволинейните колела обикновено се използват, когато са необходими максимални предавателни числа. Такива колела създават по-малко шум по време на работа и работят по-ефективно при огъване.
От какви зъбни колела и зъбни колела са направени
По правило зъбното колело се основава на стомана. В този случай предавката трябва да има по-голяма здравина, тъй като самите колела могат да имат различни якостни характеристики.
Поради тази причина зъбните колела се изработват от различни материали, като такива продукти също преминават през допълнителна термична обработка и/или сложна химична и термична обработка.
Например зъбни колела, които са направени от легирана стомана, също преминават през процес на повърхностно закаляване, който може да се използва за постигане на желаните характеристики (азотиране, карбуризиране или цианиране). Ако за направата на зъбното колело се използва въглеродна стомана, материалът е повърхностно закален.
Що се отнася до зъбите, здравината на повърхността е изключително важна за тях, а сърцевината също трябва да е мека и вискозна. Тези характеристики позволяват да се избегне счупването и бързото износване на работната натоварена повърхност. Добавяме също, че колелата на механизмите, където няма големи натоварвания и високи скорости, са изработени от чугун. Можете също така да намерите бронз, месинг и дори всички видове пластмаса като материал за производството на колела.
Самите зъбни колела са изработени от заготовка, получена чрез леене или щамповане. След това се прилага методът на рязане. Нарязването се извършва чрез използване на методите на копиране, пускане. Методът на работа позволява да се произвеждат зъби с различни конфигурации с помощта на един инструмент (режещ фреза, червячни фрези, багажник).
За извършване на рязане чрез копиране са необходими пръстови фрези. След нарязването се извършва термична обработка. Ако се изисква високо прецизно зацепване, след такава термична обработка допълнително се извършва шлайфане и вработване.
На първо място, сред предимствата на зъбното предаване може да се откроят:
Има и недостатъци на зъбното предаване:
- повишени изисквания за качество на изработка и точност на монтажа;
- при високи скорости се появява шум поради възможни неточности при производството на стъпката и профила на зъбите;
- повишената твърдост не позволява ефективно компенсиране на динамичните натоварвания, което води до разрушаване и приплъзване, появяват се дефекти;
И накрая, отбелязваме, че по време на поддръжката трябва да се провери механизмът, като се провери състоянието на зъбните колела, зъбните колела и зъбите за повреди, пукнатини, чипове и др.
Проверява се и самото зацепване и неговото качество (често се използва боя, която се нанася върху зъбите). Нанасянето на боя ви позволява да проучите размера на контактното петно, както и местоположението спрямо височината на зъба. За регулиране на зацепването се използват подложки, които се поставят в лагерните възли.
Обобщаване
Както можете да видите, предавката е доста често срещано решение, което се използва в различни възли, възли и механизми. Като се има предвид, че има няколко типа такива предавки, преди да се използва един или друг тип, като част от дизайна, дизайнерите вземат предвид кинематичните и мощностни характеристикиработа на различни механизми и агрегати.
Като се вземат предвид редица характеристики и натоварвания, се избира типът на зъбното предаване, неговите размери и се определя степента на натоварване. След това се извършва избор на материали за производство на зъбни двойки, както и методите за необходимата обработка и нарязване на зъбите. При изчисляване се вземат предвид отделно модулът на зацепване, стойностите на преместването, броят на зъбите на зъбните колела и колелата, разстоянието между осите, ширината на джантите и др.
В същото време основните условия, които определят експлоатационния живот на зъбното колело и неговия ресурс, се считат за общата устойчивост на износване на зъбните повърхности, както и якостта на огъване на зъбите. За да се получат желаните характеристики, в рамките на проектирането на производството на зъбни механизми, на тези характеристики се обръща специално внимание.
Прочетете също
Хипоидна предавка в автомобилно предавателно устройство: какво е хипоидна предавка, какви са нейните характеристики и разлики, както и предимства и недостатъци.