Зубчатые передачи

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГОУ  СПО

 Новгородский  агротехнический техникум 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Доклад  по дисциплине 
"Техническая механика"

на тему: "Зубчатые передачи" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент Проверил:

преподаватель 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    г. Великий Новгород

    2008/2009 уч. год 

    Содержание 

    Стр.3. Зубчатая передача, передача с использованием зубчатого зацепления.

    Стр.5. Классификация цилиндрических зубчатых передач

    Стр.6. Изготовление зубчатых колес 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Зубчатая  передача, передача с использованием зубчатого зацепления.

    Один  из старейших способов передачи вращения между валами, широко применяемый  и в настоящее время, особенно в тех случаях, когда требуются  постоянные отношения частот вращения. Зубчатые колеса обычно изготавливают  нарезанием зубьев в дисковых заготовках.

    Для плавной работы и эффективной  передачи энергии вращения посредством  зубчатого зацепления необходимо, чтобы  зубья имели особую форму. Такая  форма зубьев, называемая эвольвентной, в настоящее время применяется  почти на всех зубчатых колесах. (Эвольвента – это кривая, которую прочертит карандаш на конце туго натянутой нити, сматываемой с неподвижного кругового цилиндра.)

    Зубчатые  колеса обычно изготавливают из стали, но применяются и другие материалы  – чугун, латунь, алюминий, пластмассы. Стальные зубчатые колеса для повышения долговечности подвергают поверхностному упрочнению путем науглероживания и термообработки. Такая обработка обязательна для всех ответственных зубчатых передач, в частности автомобильных передач и дифференциалов. Зацепление зубчатых колес может быть цилиндрическим, коническим и гипоидным – когда оси зубчатых колес, входящих в зацепление друг с другом, параллельны, пересекаются или скрещиваются соответственно.

    Цилиндрические  зубчатые колеса. Зубчатые колеса для параллельных валов называют цилиндрическими. Одно из двух входящих в зацепление зубчатых колес – передающее движение – является ведущим, другое – ведомым. Если одно из колес значительно меньше другого, оно называется шестерней. Если отношение частот вращения ведущего и ведомого колес равно единице, то оба зубчатых колеса имеют одинаковые размеры. Передаточное отношение равно отношению чисел зубьев двух колес. Например, шестерня с 10 зубьями вращается в 4 раза быстрее сцепленного с ней зубчатого колеса, имеющего 40 зубьев. Зубья могут быть расположены как на наружной, так и на внутренней поверхности колеса. При наружном зацеплении колеса вращаются в противоположных направлениях, при внутреннем – в одном.

    Для преобразования вращения в линейное перемещение ведомое колесо заменяется зубчатой «рейкой».

    Реечная передача — один из видов цилиндрической зубчатой передачи, радиус делительной окружности рейки равен бесконечности. применяется для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

    Многоступенчатая зубчатая передача. Для передачи вращения между двумя валами, расположенными на значительном удалении друг от друга, может потребоваться более двух зубчатых колес. Промежуточные колеса изменяют направление вращения, если их число – четное. При нечетном же их числе направление вращения не изменяется.

    Виды  цилиндрических зубчатых колес. (рис. а) Зубчатые колеса, зубья которых параллельны оси колеса, называются прямозубыми. Для увеличения контактной длины и числа зубьев, находящихся в зацеплении (что необходимо для передачи большего момента и более плавной работы на повышенных частотах вращения), применяют косозубые зубчатые колеса. Серьезным недостатком косозубых колес является осевое усилие, возникающее в контакте зацепленных зубьев. Для его устранения применяются шевронные зубчатые колеса с V-образными (угловыми) косыми зубьями.

    

    Конические  зубчатые колеса. (рис. б) Оси конических колес зубчатой передачи составляют прямой угол, и их зубья обычно нарезаются по радиусам. Если зубья конических колес прямые, но идут не по радиусам, то они называются тангенциальными. Конические зубчатые передачи, оси колес которых не пересекаются, называются гипоидными. Их часто применяют в задних мостах автомобилей для понижения центра тяжести. В дифференциалах автомобилей применяются ортогональные зубчатые передачи с зубчатыми колесами одного диаметра. Спиральнозубые колеса подобны цилиндрическим, но их зубья нарезаются таким образом, что они передают вращение между взаимно перпендикулярными валами.

    Червячные передачи. Для увеличения передаточного отношения, получаемого с помощью цилиндрических прямозубых или конических колес, можно воспользоваться червячной передачей. «Червяк» такой передачи представляет собой винт, вращающий зубчатое колесо, ось которого перпендикулярна оси червяка. Преимущество червячной передачи – в экономии места, недостаток же – в потере мощности. 

    Классификация цилиндрических зубчатых передач

         По передаточному  отношению:

• с постоянным передаточным отношением;
• с переменным передаточным отношением.

         По форме профиля зубьев:

• эвольвентные;
• круговые (передачи Новикова);
• циклоидальные.

         По типу зубьев:

• прямозубые;
• косозубые;
• шевронные;
• криволинейные.

         По взаимному расположению осей валов:

• с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями);
• с пересекающимися осями (конические передачи);
• с перекрещивающимися осями.

         По форме начальных поверхностей:

• цилиндрические;
• конические;
• гиперболоидные;

         По окружной скорости колёс:

• тихоходные;
• среднескоростные;
• быстроходные.

         По степени защищенности:

• открытые;
• закрытые.

         По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

• внутреннее зацепление (вращение колёс в одном направлении);
• внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

 

    Изготовление зубчатых колес

    Зубчатые  колеса в зависимости от области применения изготовляют из различных материалов: стали, чугуна, цветных металлов, пластмасс и др. Самым распространенным материалом, из которого изготавливают зубчатые колеса, является сталь. Ее применяют для зубчатых передач автомобилей, тракторов, самолетов, станков и других машин, которые передают большие нагрузки. Определяющими факторами для этих колес являются: прочность зубьев на изгиб, контактная прочность и износ зубьев. При этом следует учитывать стоимость материалов, возможность обработки резанием, степень деформирования в процессе закалки и т. д.

    Выбор метода изготовления заготовки зависит  от формы и размеров детали, ее материала  и назначения, объемов производства и т. д. Лучшим методом является тот, при котором заготовки получаются более дешевыми, включая стоимость последующей механической обработки, и имеют требуемое качество. Важнейшим фактором при выборе метода изготовления заготовок является экономия металла. Значительное сокращение расхода металла достигается при использовании технологических процессов малоотходного производства заготовок, размеры которых максимально приближаются к размерам деталей. Экономия металла достигается благодаря сокращению припусков под механическую обработку и повышению точности размеров заготовки. Уменьшается трудоемкость механической обработки благодаря более высоким режимам резания, исключению черновых операций, например точения, зубофрезерования и других, а также замене их получистовыми и чистовыми операциями.

    В крупносерийном и массовом производстве к числу основных малоотходных методов изготовления заготовок зубчатых колес относятся: поперечно-клиновая прокатка ступенчатых валов, горячая высадка на многопозиционных автоматах, холодная штамповка, порошковая металлургия, горячее накатывание и горячая штамповка заготовок с зубьями, вырубка.

    Особенно  высокие требования предъявляют  к качеству заготовок, которые предназначены  для обработки в автоматизированном производстве (автоматы, автоматические линии, гибкие производственные системы) с применением ЧПУ. К этим заготовкам обычно предъявляют более жесткие требования в отношении припусков, точности размеров, твердости, структуры металла, массы и т. д. Перед механической обработкой заготовки целесообразно подвергать входному контролю в соответствии с техническими условиями.

    В мелкосерийном производстве заготовки  зубчатых колес, особенно крупных размеров, изготовляют другими методами. Заготовки  обычно имеют простую форму с  повышенными и неравномерными припусками под последующую механическую обработку, резким колебанием твердости и др. Чтобы уменьшить трудоемкость изготовления заготовок в процессе ковки и последующей механической обработки форму заготовки целесообразно ограничивать плоскими или цилиндрическими поверхностями, избегать применения заготовок сложных ступенчатых форм.

    Типовой технологический маршрут изготовления кованых и штампованных заготовок: очистка металла от поверхностных  дефектов, разрезка на мерные части, нагрев заготовки, осадка и штамповка заготовки  за несколько рабочих ходов, пробивка отверстия у колес-дисков, обрезка облоя, термообработка.