23



  1. Проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи и планетарного редуктора.

3.1 Проектирование зубчатой передачи.

      1. Исходные данные для проектирования.

Число зубьев колес z9=16,

Z10=13.

Модуль колес m= 2.5 мм.

Угол наклона линии зубьев =15 град.

      1. Качественные показатели зубчатых передач:

Качественные показатели дают возможность произвести оценку передачи при ее проектировании в отношении плавности и бесшумности зацепления, прочности и возможного износа зубьев колес в сравнении с другими передачами по тем же геометрическим показателям. Такая оценка важна для рационального выбора инструмента при проектировании передач. В программе расчета зубчатых передач определяются следующие качественные геометрические показатели.

Коэффициенты скольжения зубьев 1,2 учитывают влияние геометрических и кинематических факторов на проскальзывание профилей в процессе зацепления.

За расчетный коэффициент удельного давления принимают такой, который соответствует контакту зубьев в полюсе зацепления.

Коэффициент перекрытия у косозубой передачи, при прочих равных условиях, больше, чем у прямозубой передачи, вследствие того, что пара зубьев входит в зацепление не одновременно по всей своей длине, а постепенно. Таким образом, увеличивается продолжительность работы одной пары зубьев. Это свидетельствует в пользу применения косозубой передачи, особенно с увеличением степени точности изготовления колес.

3.1.3 Выбор коэффициетов смещения с учетом качественных показателей.

От выбора коэффициентов смещения во многом зависит геометрия и качествинные показатели зубчатои передачи. В каждом конкретном случае коэффициенты смещения следует назначать с учетом условий работы зубчатой передачи.

Спроектировать зубчатую передачу с минимальными габаритными размерами, массой и требуемым ресурсом работы можно только в том случае, если будут правильно учтены качественные показатели, т.е. коэффициенты удельного давления, определяющие контактную прочность зубьев передачи, коэффициенты скольжения, характеризующие в определенной степени абразивный износ, коэффициент перекрытия, показывающий характер нагружения зубьев и характеризующий плавность работы передачи. При этом немаловажное значение имеют габаритные размеры и масса спроектированной передачи.

Необходимо учитывать обшие рекомендации по выбору коэффициентов смещения x1 и x2:

  1. проектируемая передача не должна заклинивать;

  2. коэффициент перекрытия проектируемой передачи должен быть больше допустимого > [];

  3. зубья у проектируемой передачи не должны быть подрезаны и толщина их на окружности вершин должна быть больше допустимой Sa > [Sa].

Значения коэффициентов x1 и x2 должны быть такими, что бы предотвратить все перечисленные явления. Расчетные коэффициенты смещения должны быть выбранны так, чтобы не было подрезания и заострения зубьев. Отсутствие подрезания обеспечивается при наименьшем, а отсутствие заострени – при максимальном значении коэффициента смещения, следовательно, должно выполняться неравенство x1min > x1 > x1max

Основными видами повреждений зубьев колес, учитываемыми в методах расчета, являются следующее:

а) выкрашивание и отслаивание материала на боковых поверхностях зубьев преимущественно в окрестностях мгновенной оси относительного вращения (полюса зацепления), вызываемое высокими контактными напряжениями в поверхностном слое зубьев;

б) излом зубьев у вершины в случае их чрезмерного заострения или у основания, где имеют место наибольшие изгибные напряжения;

в) истирание боковых поверхностей зубьев (абразивный износ), наблюдающееся в большей степени в плохо герметизированных передачах;

г) заедание зубьев, возникающее от разрыва масляной пленки; возникновению заедания благоприятствуют высокие контактные напряжения и большие относительные скорости и ускорения зубьев.

Ограничение по коэффициенту перекрытия может привести к тому, что значения придется выбирать из более узкой области значений, каковой будет область дозволенных решений по []. Принимаем =1,05 .

Для средненагруженных передач можно попытаться уменьшить износ подбором коэффициентов смещения. Для этого необходимо выбирать значения таким, чтобы получить значения 1 и 2 либо равными, либо такими, чтобы наибольшие значения коэффициентов скольжения были пропорциональны твердостям материала зубьев колес.

Учитывая все ранее сказанное, принимаем значение x1=0.5.

3.1.4 Геометрический расчет зацепления.

В основу методики расчета эвольвентных зубчатых передач внешнего зацепления положена система расчета диаметров окружностей вершин колес, при которой в зацеплении пары колес сохраняется стандартный зазор c*m. Расчет велся при свободном выборе межосевого растояния. При нарезании колес прямозубой передачи исходный производящий контур, в соответствии с ГОСТ 13775-81, имеет следующие параметры: =200, h*a=1, с*=0,25. Были определены радиусы делительных окружностей колес ,

радиусы основных окружностей

.

Как уже было отмечено, требуется выполнение условия .

Определили наименьшее на колесе число зубьев без смещения, свободных от подрезания,

а затем коэффициенты наименьшего смещения исходного контура.

.

Угол зацепления передачи определяют по формуле

, где х12, а z=z1+z2.

При ручном счете значений угла tW находят по inv tW в таблице эвольвентных функций.

Коэффициент воспринимаемого смещения

.

Коэффициент уравнительного смещения

y= х-y.

Радиусы начальных окружностей

.

Межосевое расстояние

aW=rW1-rW2.

Радиусы окружностей вершин

.

Радиусы окружностей впадин

.

Высота зубьев колес

.

Толщина зубьев по дугам делительных окружностей

.

Углы профиля на окружностях вершин зубьев колес

.

Толщины зубьев по дугам окружностей вершин

.

Для построения станочного зацепления дополнительно определены следующие размеры:

толщина зуба S0 исходного производящего контура по делительной прямой, равная ширине впадины

,

шаг

,

радиус скругления основания ножки зуба

,

шаг по хорде делительной окружности шестерни

      1. Построение профиля зуба колеса, изготовляемого реечным инструментом.

Профиль зуба изготовляемого колеса воспроизводится (образуется) как огибающая ряда положений исходного производящего контура реечного инструмента в станочном зацеплении. Схема станочного зацепления строится слеующим образом:

Проводим делительную d1=dw01 и основную db1 окружности, окружности вершин d1 и впадин df1.

Откладываем от делительной окружности (с учетом знака) выбранное в результате анализа смещение x1 m и проводим делительную прямую исходного производящего контура реечного инструмента.

На расстоянии вверх и вниз от делительной прямой проводим прямые граничных точек, а на расстоянии - прямые вершин и впадин; станочно-начальную прямую проводим касательно к делительной окружности в точке P0 (полюс станочного зацепления).

Проводим линию станочного зацепления N1P0 через полюс станочного зацепления P0 касательно к основной окружности в точке N1. Эта линия образует с прямыми исходного производящего контура инструмента углы, равные .

Строим исходный производящий контур реечного инструмента так, чтобы ось симметрии впадины совпадала с вертикалью. Для этого от точки пересечения вертикали с делительной прямой (точка G) откладываем влево по горизонтали отрезок в 1/4 шага и через конец его перпендикулярно к линии зацепления проводим наклонную прямую, которая образует угол с вертикалью. Эта прямая является прямолинейной частью профиля зуба исходного производящего контура инструмента. Закругленный участок профиля строим как сопряжение прямолинейной части контура с прямой вершин или с прямой впадин окружностью радиуса .

Строим профиль зуба проектируемого колеса, касающегося профиля исходного производящего контура в точке .

Проводим вспомогательную прямую касательно к окружности вершин. Фиксируем точку пересечения линии и прямолинейной части профиля инструмента и центр окружности закругленного участка профиля точку . Откладываем на прямой несколько отрезков равной длины (15…20 мм) и отмечаем точки I, II, III, IV и т.д. Такие же отрезки откладываем на станочно-начальной прямой (точки 1, 2, 3 …) и на дуге делительной окружности (точки 1’, 2’, 3’ …). Из центра колеса через точки 1’, 2’, 3’, … на делительной окружности проводим лучи 01’, 02’, 03’, … до пересечения с окружностью вершин в точках 1”, 2”, 3”, … .

Любое промежуточное положение точки или находим построением соответствующих треугольников. Затем из точек радиусом проводим окружность, а через точки касательно к этим окружностям прямые, которые дают новые положения исходного производящего контура. К полученному ряду положений профиля зуба исходного контура проводим огибающую, которая определяет левый профиль зуба изготовляемого колеса. Далее на окружности вершин откладывают толщину зуба . Через концы отложенных отрезков по шаблону строим вторую половину профиля этого же зуба.

      1. Построение проектируемой зубчатой передачи.

По вычисленным с использованием ЭВМ параметрам проектируемую зубчатую передачу строим следующим образом:

  1. Откладываем межосевое расстояние и проводим окружности: начальные , ; делительные