Начертательная
Математика
Лабораторные
Электротехника
Конструирование
Примеры
Физика
Электрические сети

Инженерная графика

Курсовая
ТОЭ
Энергетика
Черчение
Практика
Расчеты
На главную

Теория машин и механизмов

Методы изготовления зубчатых колес

Зубчатая передача представляет собой передаточный механизм, звеньями которого являются зубчатые колеса, служащие для передачи движения и сил путем непосредственного зацепления. Зубчатые передачи имеют самое широкое применение в технике. В настоящее время трудно найти отрасль машиностроения, в которой не применялись бы зубчатые передачи.

Широкое применение зубчатых передач в технике объясняется их преимуществом перед другими видами передач. Основными их преимуществами являются: высокие значения к. п. д. (до 99 %); возможность применения в широких диапазонах окружных скоростей (до 150 м/с) и мощности от долей до десятков тысяч кВт; высокая кинематическая точность; технологичность изготовления; компактность; надежность действия и долговечность работы в различных условиях эксплуатации.

Применяемые зубчатые передачи подразделяются на передачи с параллельными валами и цилиндрическими колесами; передачи с валами, оси которых пересекаются, и коническими колесами; передачи с валами, оси которых перекрещиваются, винтовые с цилиндрическими колесами; червячные и винтовые с коническими колесами или гипоидные. По форме профиля зуба передачи различают: эвольвентные; с зацеплением Новикова; циклоидальные и цевочные.

Методы обработки профилей цилиндрических зубчатых колес

Динамическая нагрузка, воспринимаемая зубьями колес, зависит от точности изготовления колес, их окружной скорости, деформации зубьев под действием сил и ряда других факторов. Поэтому вопрос точности изготовления зубчатых колес для быстроходных машин имеет большое значение.

Точность воспроизведения профиля зуба зависит от метода изготовления зубчатых колес.

На практике в основном приняты два метода изготовления профилей: метод копирования и метод обкатки.

При обработке профиля зуба методом копирования чаще всего впадину между двумя смежными зубьями фрезеруют дисковой или пальцевой модульными фрезами. Зубья дисковой модульной фрезы в поперечном сечении имеют такое же очертание, как и впадина (рис. 17). Если фрезе сообщить вращательное движение, а заготовке –– поступательное вдоль оси, то после одного прохода будет изготовлена одна впадина, т. е. сформированы профили правой и левой поверхностей двух соседних зубьев. Для изготовления каждой последующей впадины заготовка поворачивается делительной головкой на угол 2p/z.

Дисковая модульная фреза представляет собой сложный и дорогостоящий инструмент. Более простой является пальцевая фреза, применяемая при изготовлении одиночных зубчатых колес большого модуля (см. рис. 17).

Рис. 17. Нарезание зубчатых колес дисковыми и пальцевыми фрезами

Метод обкатки заключается в том, что режущему инструменту и заготовке сообщают то относительное движение, которое имели бы два зубчатых колеса, находящихся в правильном зацеплении. В таком случае режущий инструмент должен представлять собой также зубчатое колесо, т. е. колесо-инструмент может быть сделано в виде колеса или рейки. На рис. 18 показано такое колесо-инструмент, которое носит название долбяка. Долбяк совершает поступательное движение параллельно оси х –– х нарезаемого колеса. Одновременно долбяку и колесу сообщается вращательное движение с тем же отношением угловых скоростей, как если бы долбяк и колесо находились в зацеплении. Практически процесс долбления происходит не непрерывно, а имеет ряд последовательных операций, состоящих в движении долбяка вверх и вниз, поворота нарезаемого колеса и т. д. Но все эти движения строго согласованы с кинематическими соотношениями, определяющими долбяк и колесо как два колеса, находящихся в зацеплении. Тогда профиль нарезаемого зуба получается как огибающая всех положений режущей кромки долбяка, т. е. инструмент как бы обкатывает нарезаемое колесо. Особенность этого способа заключается в том, что он позволяет нарезать по методу обкатки колеса с внутренним зацеплением.

Так как для любого зубчатого колеса может быть спроектирована сопряженная с колесом рейка, то вместо колеса в качестве инструмента может быть использована также и рейка, которая называется инструментальной рейкой. Рейка совершает в вертикальном направлении возвратно-поступательное движение, параллельное оси нарезаемого колеса. Заготовка имеет двойное движение в горизонтальной плоскости. Вращаясь вокруг своей оси, она одновременно перемещается вдоль рейки. Таким образом, заготовка осуществляет движение колеса относительно рейки, и профили зубьев нарезаемого колеса получаются процессом обкатывания (рис. 19). Весь указанный процесс изготовления выполняется на специальных зуборезных станках.

Рис. 18. Нарезание зубчатого колеса долбяком

Рис. 19. Нарезание зубчатого колеса инструментальной рейкой

Исходный производящий контур эвольвентного реечного инструмента Форма и размеры исходного производящего контура (ИПК) стандартизованы. Эвольвентные части профиля зубьев ИПК прямолинейны и наклонены к оси зуба под углом a. Переходы от прямолинейной части зуба к основанию впадины и к вершине осуществлены по дуге радиусом ro.

Порядок геометрического расчета эвольвентной передачи Толщина зуба эвольвентного колеса по окружности произвольного радиуса

Расчет эвольвентной зубчатой передачи Исходными данными для расчета являются параметры исходного контура инструмента, числа зубьев колес (z1 и z2) и коэффициента смещения инструмента (x1 и x2).

Блокирующий контур Если производящую поверхность рассечь плоскостью, перпендикулярной оси нарезаемого колеса, то в сечении получим исходный производящий контур (ИПК). Станочное зацепление есть зацепление ИПК с профилем зуба нарезаемого колеса.

1 Напряженное состояние в точке

1.1 Понятие о механическом напряжении

Если к телу приложена внешняя нагрузка, то внутри его возникают внутренние усилия. Но они действуют не в одной какой-либо точке,
а распределены по всему сечению, причем интенсивность их, т. е. отношение внутреннего усилия к площади сечения, в разных точках может быть различной. Интенсивность внутренних усилий называют также механическим напряжением или просто напряжением.

Напряжение — это внутренняя сила, приходящаяся на единицу площади в данной точке данного сечения. Размерность напряжения сила/площадь. Единица измерения — паскаль.

1 Н/м2 = 1 Па

Паскаль — величина небольшая. Ее можно представить как давление 100 г воды, разлитой на 1 м2 поверхности. Прочность всех материалов измеряется в миллионах Па, поэтому применяют математическую приставку «мега», т. е. миллион.

1 МПа = 106 Па

Рисунок 1.1

Полное напряжение р можно разложить на две составляющие (см. рис. 1.1):

а) нормальную к плоскости сечения, называемую нормальным напряжением ;

б) лежащую в плоскости сечения, называемую касательным напряжением .

Разложение полного напряжения на нормальное и касательное имеет определенный физический смысл. Нормальные напряжения возникают, когда частицы материала стремятся отдалиться друг от друга или наоборот сблизиться. Касательные напряжения связаны со сдвигом частиц материала по плоскости рассматриваемого сечения.

Контрольные вопросы

1. Что такое механическое напряжение?

2. Какова размерность напряжения?

3. Что такое нормальное, касательное и полное напряжение?

Предмет и содержание курса Сопромат – наука, занимающаяся созданием основ расчета элементов конструкции на прочность, жесткость и устойчивость. Прочность – способность элементов конструкций выдерживать заданную нагрузку, не разрушаясь. Изложение методов расчета элементов конструкции на прочность и составляет I задачу курса «Сопромата». Жесткость – способность элементов конструкции выдерживать заданную нагрузку, не деформируясь. Расчет на жесткость – II задача. Устойчивочть - способность элементов конструкции сохранять форму первоначального равновесия под действием заданной нагрузки.


Теплоэнергетика

Архитектура ПК
Примеры задач
Физика
Лабораторные
Теория механизмов
Математика