30. Материалы и конструкции зубчатых колес

Размеры и форма зубчатых колес зависят от модуля, числа и длины зубьев, материала и метода изготовления, диаметра вала. При конструировании колесам стремятся придать такую форму, которая удовлетворяла бы высокой жесткости, небольшой массе, технологичности изготовления и другим требованиям.

Мелкие шестерни могут быть изготовлены вместе с валом. Если диаметр шестерни мало отличается от диаметра вала, ее зубья нарезаются на самом валу или на запрессованном в него стержне.

Центральная часть зубчатого колеса выполняется в виде ступицы, втулки, которая из условий удобства изготовления и сборки делается чаще односторонней. Диаметр ступицы принимают равным двум диаметрам вала, а ее длину – от 10 мм для колес с m ≤ 0,6 до 1,5 … 2 диаметров вала при более крупном модуле.

31. Основы расчета на прочность зубчатых передач Общие сведения о расчете на прочность цилиндрических эвольвентных зубчатых передач

Для расчета зубьев, валов и опор силу F_n раскладывают на со­ставляющие:

где Τ2 — вращающий момент на колесе; а_ш = 20° — угол зацеп­ления.

На ведомом колесе направление силы Ft совпадает с направ­лением вращения, на ведущем — противоположно ему.

Общие сведения о расчете на прочность цилиндрических эвольвентных зубчатых передач

Расчетом на прочность определяют размеры зубчатой переда­чи, при которых не возникнет опасность повреждения зубьев колес. Это возможно при взаимосвязанном расчете прочности и геометрии зацепления, ибо с изменением геометрии меняется и нагрузочная способность зубчатого зацепления.

Расчет на прочность стальных цилиндрических зубчатых пе­редач внешнего зацепления с модулем m^ 1 мм стандартизован. В курсе «Детали машин» изучают основы такого расчета. При этом вводят некоторые упрощения, мало влияющие на результа­ты для большинства случаев практики. В расчетах используют много различных коэффициентов. Коэффициенты, общие для расчета на контактную прочность и изгиб, обозначают буквой К, специальные коэффициенты для расчета на контактную про­чность — буквой Z, на изгиб — буквой У.

Закрытые передачи рассчитывают на предупрежде­ние выкрашивания рабочих поверхностей зубьев и их поломки (изгиба). Размеры передачи определяют расчетом на контактную прочность, а расчет зубьев на изгиб носит проверочный характер с целью определения минимально возможного значения модуля.

Открытые зубчатые передачи рассчитывают на кон­тактную прочность с последующей проверкой зубьев на изгиб с учетом их износа.

32. Планетарные зубчатые передачи. Конструкция. Достоинства и недостатки. Передаточное отношение

Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса I с подвижными осями. Наиболее распространеннаяпростая однорядная планетарная передача (рис.18.1), состоит из центрального колесаа с наружными зубьями, неподвижного центрального колесаb с внутренними зубьями, сателлитовg – колес с наружными зубьями, зацепляющихся одновременно са иb (здесь число сателлитовnw=3), и водилаh, на котором закреплены оси сателлитов. Водило соединено с тихоходным валом. В планетарной передаче

одно колесо остановлено (соединено с корпусом).

Достоинства планетарных передач.

1.Малые габариты и масса вследствие передачи мощности по нескольким потокам, число которых равно числу сателлитов, При этом нагрузка в каждом зацеплении уменьшена в несколько раз.

2.Удобство компоновки в машинах благодаря соосности ведущего и ведомого валов.

3.Работа с меньшим шумом по сравнению с обычными зубчатыми передачами, что связано с меньшими размерами колес и замыканием сил в механизме. При симметричном расположении сателлитов силы в передаче взаимно уравновешиваются.

4.Малые нагрузки на валы и опоры, что упрощает конструкцию опор и снижает потери в них.

5.Возможность получения больших передаточных отношений при небольшом числе зубчатых колес и малых габаритах.

Недостатки.

1.Повышенные требования к точности изготовления и монтажа пере-

дачи.

2.Большее число деталей (подшипников),

более сложная сборка.

3. Для нарезания колес с внутренними зубьями требуются зубодолбежные станки, парк которых меньше, чем зубофрезерных.

Планетарную передачу применяют как: редуктор в силовых передачах и приборах; коробку передач, передаточное отношение в которой изменяют путем поочередного торможения различных звеньев (например, водила или одного из колес); дифференциал в автомобилях, тракторах, станках, приборах.