Геометрические параметры и особенности расчёта косозубых цилиндрических передач. Многопарность и плавность зацепления косозубой цилиндрической передачи

Оглавление

Введение 3
1. Геометрические параметры и особенности расчёта косозубых
цилиндрических передач 4
2.Многопарность и плавность зацепления 7
Заключение 9
Список источников 10

Введение
Зубчатое колесо, шестерня - основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называть шестернёй, а большое - колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями.
Актуальность темы. Косозубые цилиндрические передачи нарезаются тем же  режущим инструментом, на тех же станках, по такой же технологии, что и прямозубые. При этом заготовку поворачивают на угол, поэтому зубья расположены  под углом к образующей делительного цилиндра. 
В нормальном сечении n-n профиль косого зуба совпадает с профилем прямого зуба. В этом сечении Модуль должен быть стандартным. Параметры косого зуба в торцевом сечении t-t изменяются в зависимости от угла.
 Прочность зубьев определяют его форма  размеры и форма в нормальном сечении. Форму косого зуба в нормальном сечении принято определять параметрами эквивалентного прямозубого колеса.
Цель работы – рассмотреть два вопроса.
Для этого решим поставленные задачи:
- изучим сущность геометрических параметров и особенности расчёта косозубых цилиндрических передач;
- проанализировать многопарность и плавность зацепления косозубой цилиндрической передачи.
1. Геометрические параметры и особенности расчёта косозубых цилиндрических передачУ косозубых колес зубья располагаются под некоторым углом к образующей делительного цилиндра (рисунок 1). Оси колес остаются параллельными. Для нарезания косых зубьев используют инструмент такого же исходного профиля, как и для нарезания прямых. Поэтому контур косого зуба в нормальном сечении n – n совпадает с контуром прямого зуба. Модуль в этом сечении является стандартным
Рисунок 1 – Схема косозубой цилиндрической передачи (геометрические размеры)
В торцовом сечении t—t параметры косого зуба изменяются в зависимости от величины угла р:
Окружной шаг .
Окружной модуль .
Делительный диаметр .
Индекс n приписывают параметрам в нормальном сечении, а индекс t приписывают параметрам в торцовом сечении [3].
Принято считать, что прочность зуба определяют его размеры и форма в нормальном сечении. Форму косого зуба в нормальном сечении определяют через параметры эквивалентного прямозубого колеса (рис. 2).
Нормальное к зубу сечение образует эллипс с полуосями
с=r и е=, где . В зацеплении находятся зубья, расположенные на малой оси эллипса, так как второе колесо находится на расстоянии . Радиус кривизны эллипса на малой оси .
Рисунок 2 – Схема для определения эквивалентных параметров косозубых цилиндрических передач
В соответствии с этим форма косого зуба в нормальном сечении эквивалентна прямозубому колесу, диаметр которого (1) и число зубьев или . (2)
Увеличение эквивалентных параметров (dv и zv) с увеличением угла повышает прочность косозубых передач[4].
2.Многопарность и плавность зацепления Увеличение эквивалентных параметров (dv и zv) с увеличением угла β является одной из причин повышения прочности косозубых передач. Вследствие наклона зубьев получается колесо как бы больших размеров или при той же нагрузке уменьшаются габариты передачи. Ниже показано, что косозубые передачи по сравнению с прямозубыми обладают еще и другими преимуществами: многопарность зацепления, уменьшение шума и пр. Поэтому в современных передачах косозубые колеса получили преимущественное распространение.
Многопарность и плавность зацепления. В отличие от прямых косые зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. Зацепление здесь распространяется в направлении от точек 1 к точкам 2. Расположение контактных линий в поле косозубого зацепления изображено на рис. 8.26, а, б[5].
При вращении колес линии контакта перемещаются в поле зацепления в направлении, показанном стрелкой. В рассматриваемый момент времени в зацеплении находится три пары зубьев /, 2 и 3. При этом пара 2 зацепляется по всей длине зубьев, а пары 1 и 3 — лишь частично.
В следующий момент времени пара 3 выходит из зацепления и находится в положении 3'. Однако в зацеплении еще остались две пары 2' и Г. В отличие от прямозубого косозубое зацепление не имеет зоны однопарного зацепления. В прямозубом зацеплении нагрузка с двух зубьев на один или с одного на два передается мгновенно. Это явление сопровождается ударами и шумом. В косозубых передачах зубья нагружаются постепенно по мере захода их в поле зацепления, а в зацеплении всегда находится минимум две пары.
Плавность косозубого зацепления значительно понижает шум и дополнительные динамические нагрузки.Отмеченное преимущество косозубого зацепления становится особенно значительным в быстроходных передачах, так как динамические нагрузки возрастают пропорционально квадрату скорости.
Косозубые колеса могут работать без нарушения зацепления даже при коэффициенте торцового перекрытия εα < 1, если обеспечено осевое перекрытие[6].
Заключение
В большинстве случаев колёса этих передач имеют малый модуль и работают при малых нагрузках и скоростях. Основным эксплуатационным показателем делительных и других отчётных передач является высокая кинематическая точность, т.е. точная согласованность углов поворота ведущего и ведомого колёс передачи. Для реверсивных отсчётных передач весьма существенное значение имеет боковой зазор в передаче и колебание этого зазора.
Скоростными являются зубчатые передачи турбинных редукторов, двигателей турбовинтовых самолётов и др. Окружные скорости зубчатых колёс таких передач достигают 60 м/с при сравнительно большой передаваемой мощности (до 40 МВт).
Их основной эксплуатационный показатель - плавность работы, т.е. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса. С увеличением частоты вращения требования к плавности работы повышаются. Передача должна работать бесшумно и без вибраций, что может быть достигнуто при минимальных погрешностях формы и взаимного расположения зубьев.
Для тяжело нагруженных скоростных зубчатых передач имеет значение также полнота контакта зубьев. Колёса таких передач обычно имеют средние модули. Для них часто ограничивают также шумовые характеристики работающей передачи, вибрацию, статическую и динамическую неуравновешенность вращающихся масс и т.п[7].
Список источников
1. Зайцева Т.Г., Халеев В.И. Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Прикладная механика» для студентов немеханических специальностей вечерней и дневной форм обучения. Кафедра ПМ.- Липецк. – 2011.
2. Баранцов В.Я., Зайцева Т.Г. Методические указания к разработке и оформлению курсового проекта по прикладной механике. Кафедра ПМ.- Липецк. – 2012.
3.Павлов, «Детали машин». Ленинград, Издательство «Машиностроение», 2019г.
4. Жуков, В. А. Механика. Основы расчёта и проектирования деталей машин: Уч. пос./В.А.Жуков - ИНФРА-М,2015-349с.(ВО) / В.А. Жуков, Ю.К. Михайлов. - Москва: СПб. [и др.] : Питер, 2016. - 636 c.
5. Зубаков, В. Г. Технология оптических деталей. Учебник / В.Г. Зубаков, М.Н. Семибратов, С.К. Штандель. - М.: Машиностроение, 2015. - 368 c
6. Иванов, М. Н. Детали машин / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. - М.: Высшая школа, 2015. - 408 c.
7. Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А.И. Колчин, В.П. Демидов. - М.: Высшая школа, 2013. - 496 c.
8. Космынин, А. В. Упорные газостатические подшипники. Оптимизация конструкции / А.В. Космынин, О.А. Красильникова, В.С. Виноградов. - М.: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, 2012. - 110 c.