Зубчатая передача

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине:

«Детали машин»

на тему: «Зубчатая передача»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент ПБ-09

                    Шамсутдинов

                    Равиль Маликович

 

                                                                    Проверил: Ахлюстина Н.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012

 

Содержание:

 

Введение

Маши́на - техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации1.

Машина предназначена для облегчения труда человека путём частичной или полной его замены. Особенностью машины, отличающей её от других устройств, является использование механической энергии (совершение определенного механического движения) для выполнения возложенной на неё функции (предназначения, работы, действий). Машина — это, прежде всего, механическое устройство, но не механизм.

В устройстве машин используются различного рода механизмы.

Механи́зм (греч. mechané — машина) — это совокупность совершающих требуемые движения тел (обычно — деталей машин), подвижно связанных и соприкасающихся между собой. Механизмы служат для передачи и преобразования движения. Иными словами, система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел, называется механизмом. С точки зрения их функционального назначения механизмы машины делятся на следующие виды:

1. Механизмы двигателей и преобразователей.

2. Передаточные механизмы.

3. Исполнительные механизмы.

4. Механизмы управления, контроля и регулирования.

5. Механизмы подачи, транспортировки, питания и сортировки обрабатываемых  сред и объектов.

6. Механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой  продукции.

Передаточные механизмы (привод) имеют своей задачей передачу движений от двигателя к технологической машине или исполнительным механизмам. Задачей передаточных механизмов является уменьшение частоты вращения вала двигателя до уровня частоты вращения основного вала технологической машины. Например, редуктор.

Зубчатая передача является видом передаточного механизма.

Зубча́тая переда́ча  - это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.

Как правило, зубчатые передачи используются для преобразования угловых скоростей и крутящих моментов в машинах.

В настоящей работе рассматривается принцип работы зубчатой передачи, ее виды, износ, ремонт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§1. Зубчатые передачи: понятие, виды, устройство, эксплуатация, износ, ремонт

Зубчатой передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменения частоты вращения посредством зубчатых колес и реек, которые являются основными составляющими данного механизма2 (Рис. 1).

 Рис. 1

Зубчатое колесо, сидящее на передающем вращение валу, называется ведущим, а на получающем вращение — ведомым. Меньшее из двух колес сопряженной пары называют шестерней; большее — колесом; термин «зубчатое колесо» относится к обеим деталям передачи.

Зубчатые передачи представляют собой наиболее распространенный вид передач в современном машиностроении. Они очень надежны в работе, обеспечивают постоянство передаточного числа, компактны, имеют высокий КПД, просты в эксплуатации, долговечны и могут передавать любую мощность (до 36 тыс. кВт).

В связи с разнообразием условий эксплуатации формы элементов зубчатых зацеплений и конструкции передач весьма разнообразны.

Зубчатые передачи классифицируются по признакам, приведенным ниже.

1. По взаимному расположению осей колес:

- с параллельными осями (цилиндрическая передача — рис. 2, I—IV);

- с пересекающимися осями (коническая передача — рис. 2, V, VI);

- со скрещивающимися осями (винтовая передача — рис. 2, VII;

- червячная передача — рис. 2, VIII).

2. В зависимости от относительного вращения колес и расположения зубьев различают передачи с внешним и внутренним зацеплением. В первом случае (рис. 2, I—III) вращение колес происходит в противоположных направлениях, во втором (рис. 2, IV) — в одном направлении. Реечная передача (рис. 2, IX) служит для преобразования вращательного движения в поступательное.
3. По форме профиля различают зубья эвольвентные (рис. 2, I, II) и неэвольвентные, например цилиндрическая передача Новикова, зубья колес которой очерчены дугами окружности.

Рис. 2

4. В зависимости от расположения теоретической линии зуба различают колеса с прямыми зубьями (рис. 3, I), косыми (рис. 3, II), шевронными (рис. 3, III) и винтовыми (рис. 3, IV). В непрямозубых передачах возрастает плавность работы, уменьшается износ и шум. Благодаря этому непрямозубые передачи большей частью применяют в установках, требующих высоких окружных скоростей и передачи больших мощностей.

Рис. 3

5. По конструктивному оформлению различают закрытые передачи, размещенные в специальном непроницаемом корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны, и открытые, работающие без смазки или периодически смазываемые консистентными смазками (рис. 4).

Рис. 4

6. По величине окружной скорости различают: тихоходные передачи (скорость равной до 3 м/с), среднескоростные (скорость равной от 3... 15 м/с) и быстроходные (скорость более 15 м/с).

Передаточное число зубчатых передач, зубчатое зацепление.

Зубчатые колёса выполняют: с прямыми зубьями для работ при невысоких и средних скоростях в открытых передачах и в коробках скоростей; с косыми зубьями для использования в ответственных передачах при средних и высоких скоростях (свыше 30% всех цилиндрических зубчатых колёс); с шевронными зубьями для передачи больших моментов и мощностей в тяжёлых машинах; с круговыми зубьями — во всех ответственных конических зубчатых передач. Как правило, в машинах и механизмах применяют зубчатые передачи с постоянным передаточным числом3.

Передаточное число (i)- отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни.

         

где w1, z1 и w2, z2 — угловая скорость и число зубьев соответственно быстроходного и тихоходного зубчатых колёс. Зубчатая передача с переменным передаточным числом осуществляют некруглыми цилиндрическими колёсами, которые ведомому элементу сообщают заданную плавно изменяющуюся скорость при постоянной скорости ведущего. Такие зубчатые передачи применяют редко. Передаточное число одной пары колёс в редукторах обычно до 7, в коробках скоростей — до 4, в приводах столов станков — до 20 и более. Окружные скорости для высокоточных прямозубых зубчатых передач — до 15 м/сек, для косозубых — до 30 м/сек, в быстроходных передачах скорости достигают 100 м/сек и более.

Зубчатые колёса находятся в так называемом зубчатом зацеплении, основной кинематической характеристикой которого является постоянство мгновенного передаточного отношения при непрерывном контакте зубьев. При этом общая нормаль (линия зацепления) к профилям зубчатых колёс в любой точке их касания должна проходить через полюс зацепления. В цилиндрических передачах полюсом зацепления является точка касания начальных окружностей зубчатых колёс, т. е. окружностей, которые катятся друг по другу без скольжения. Диаметры начальных окружностей d1 и d2 можно определить из соотношений:         

        

 где А — межосевое расстояние (расстояние между осями колёс).

 

Эксплуатация, износ и ремонт зубчатых передач.

Важным элементом при эксплуатации зубчатых передач, является правильная установка и смазка шестерен, которая производится различными способами4:

1) при окружных скоростях шестерен выше 12-14 м/сек. - струйным способом с подачей, струи в зону начала зацепления зубчатых колес;

2) при окружных скоростях шестерен ниже 12 м/сек. - методом окунания.

При смазке методом окунания следует учитывать следующее:

а) большее зубчатое колесо пары должно быть погружено в масло на двух-трехкратную высоту зуба;

б) если у редуктора имеется несколько ступеней, то уровень масла определяется с учетом быстроходности передач.

Вязкость заливаемого в редуктор масла выбирают в зависимости от скорости и нагрузки - обычно от 4 до 12°Е при температуре определения вязкости 50° С. При этом учитывают также температурные условия, в которых работает агрегат; при повышении температуры применяют масло большей вязкости, при понижении - меньшей вязкости.

Открытые передачи смазывают обычно консистентными смазками (солидол, консталин и т. д.).

Зубчатые колеса выходят из строя по двум основным причинам: по износу зубьев и по поломкам их.

Износ обычно является следствием: 1) неполного сцепления и 2) повышенного трения (постепенный износ).

Износ в первом случае является, главным образом, результатом плохого монтажа и при правильной сборке (строгом соблюдении радиального зазора) обычно отсутствует. Однако изменение радиального зазора может быть также следствием выработки вкладышей подшипников, причем в результате выработки подшипников может быть как увеличение радиального зазора, так и его уменьшение (работа в распор).

Если нагрузка на вкладыши передается в стороны, противоположные сцеплению в процессе работы по мере выработки вкладышей возможно увеличение радиального зазора.

Если нагрузка на вкладыши передается в сторону оцепления (например, у зубчатых колес бегунков кранов, в процессе работы по мере выработки вкладыша (в данном примере вкладыша бегунка) возможно уменьшение радиального зазора.

В обоих случаях после смены вкладышей радиальный зазор восстанавливается.

Постепенный износ от повышенного трения зависит от ряда условий, в число которых входит твердость материала, из которого изготовлены шестерни, термообработка, правильность подбора смазки, недостаточная чистота масла и несвоевременность смены его, перегрузка передачи и т. п.

Правильный монтаж и хороший надзор в процессе эксплуатации - основные условия продолжительной и бесперебойной работы оборудования.

Поломки зубьев шестерен происходят по следующим причинам: перегрузка шестерен, односторонняя (с одного конца зуба) нагрузка, подрез зуба, незаметные трещины в материале заготовки и микротрещины, как результат плохо проведенной термообработки, слабая сопротивляемость металла толчкам (в частности, как следствие непроведения отжига отливок и поковок), повышенные удары, попадание между зубьями твердых предметов и т. д.

 

Заключение

Наиболее распространенные передачи в современном машиностроении - зубчатые передачи.

Зубчатая передача состоит из двух колес, на поверхности которых чередуются впадины и выступы - зубья. Принцип работы передачи основан на зацеплении зубчатых колес, когда зубья одного из них входят во впадины другого. Зубчатые передачи служат для передачи вращательного движения с одного вала на другой, преобразования вращательного движения в поступательное и изменения частоты вращения. Основными деталями зубчатых передач являются различные зубчатые колеса и рейки.

Основные их достоинства - высокий к. п. д., компактность, надежность работы, простота эксплуатации, постоянство передаточного отношения, большой диапазон передаваемых мощностей (от тысячных долей до десятков тысяч киловатт). К основным недостаткам зубчатых передач относятся сравнительная сложность их изготовления (необходимость в специальном оборудовании и инструментах) и шум при неточном изготовлении и высоких окружных скоростях. При больших расстояниях между осями ведущего и ведомого валов зубчатые передачи получаются громоздкими и применение их в этих случаях нерационально.

К недостаткам зубчатых передач следует отнести: необходимость высокой точности изготовления и монтажа, шум при работе со значительными скоростями, невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

 

1. Сборка машин в тяжелом машиностроение / Б.В. Федоров, В.А. Вавуленко и др. 2-е изд.. М.: Маш-е, 1987г.

2. Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю., Тулаев Ю.И. Технологическое оборудование машин-ных производств. Учеб. Пособие. М.: Изд-во «Станкин», 1997г.

3. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1986.

4. http://ru.wikipedia.org.

1 http://ru.wikipedia.org/

2 Сборка машин в тяжелом машиностроение / Б.В. Федоров, В.А. Вавуленко и др. 2-е изд.. М.: Маш-е, 1987г., с. 145.

3 Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1986. – с. 352