Знаки дополнительного обозначения.

Демонтаж подшипников качения.

Рис. 1.5.79. Виды зубчатых передач: а, б, в-цилиндрические зубчатые передачи с внешним зацеплением; г- реечная передача;

д- цилиндрическая передача с внутренним зацеп­лением; е - зубчатая винтовая передача; ж, з, и- конические зубчатые передачи; к - ги­поидная передача.

В большинстве случаев зубчатая передача служит для передачи враща­тельного движения. В некоторых механизмах эту передачу применяют для преобразования вращательного движения в поступательное (или наоборот, см. рис. 1.5.79, г ).

Зубчатые передачи - наиболее распространенный тип передач в совре­менном машиностроении и приборостроении; их применяют в широких диапазонах скоростей (до 100 м/с), мощностей (до десятков тысяч кило­ватт).

Основные достоинства зубчатых передач по сравнению с другими передачами:

- технологичность, постоянство передаточного числа;

- высокая нагрузочная способность;

- высокий КПД (до 0,97 - 0,99 для одной пары колес);

- малые габаритные размеры по сравнению с другими видами передач при равных условиях;

- большая надежность в работе, простота обслуживания;

- сравнительно малые нагрузки на валы и опоры.

К недостаткам зубчатых передач следует отнести:

- невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа;

- высокие требования к точности изготовления и монтажа;

- шум при больших скоростях; плохие амортизирующие свойства;

- громоздкость при больших расстояниях между осями ведущего и ве­домого валов;

- потребность в специальном оборудовании иинструменте для нареза­ния зубьев;

- зубчатая передача не предохраняет машину от возможных опасных перегрузок.

Зубчатые передачи и колеса классифицируют по следующим признакам:

- по расположению зубьев относительно образующих колес - прямо­зубые, косозубые, шевронные и с криволинейным зубом;

- по конструктивному оформлению - открытые и закрытые;

- по окружной скорости - тихоходные (до 3 м/с), для средних скоро­стей (3 - 15 м/с), быстроходные (св. 15 м/с);

- по числу ступеней - одно- имногоступенчатые;

- по расположению зубьев в передаче и колесах - внешнее, внутрен­нее (см. рис. 1.5.79, д) и реечное зацепление (см. рис. 1.5.79, г);

- по форме профиля зуба - с эвольвентными, круговыми;

- по точности зацепления. Стандартом предусмотрено 12 степеней точности. Практически передачи общего машиностроения изготов­ляют от шестой до десятой степени точности. Передачи, изготовлен­ные по шестой степени точности, используют для наиболее ответст­венных случаев.

Из перечисленных выше зубчатых передач наибольшее распростра­нение получили цилиндрические прямозубые и косозубые передачи, как наи­более простые в изготовлении и эксплуатации. Преимущественное распространение получили передачи с зубьями эвольвентного профиля, которые изготавливаются массовым методом обкатки на зубофрезерных или зубодолбежных станках. Достоинство эвольвентного зацепления состоит в том, что оно мало чувствительно к колебанию межцентрового расстояния.

Другие виды зацепления применяются пока ограниченно. Так, циклоидальное зацепление, при котором возможна работа шестерен с очень малым числом зубьев (2 - 3), не может быть, к сожалению, изготовлено современным высокопроизводительным методом обкатки, поэтому шестерни этого зацепления трудоемки в изготовлении и дороги; новое пространственное зацепление Новикова пока еще не получило массового распространения, вследствие большой чувствительности к колебаниям межцентро­вого расстояния.

Прямозубые колёса (около 70%) применяют при невысоких и средних скоростях, когда динамические нагрузки от неточности изготовления невелики, в планетарных, открытых передачах, а также при необходимости осевого перемещения колёс.

Косозубые колёса (более 30%) имеют большую плавность хода и применяются для ответственных механизмов при средних и высоких скоростях. Шевронные колёса имеют достоинства косозубых колёс плюс уравновешенные осевые силы и используются в высоконагруженных передачах. Конические передачи при­меняют только в тех случаях, когда это необходимо по условиям компо­новки машины; винтовые - лишь в специальных случаях. Колёса внутреннего зацепления вращаются в одинаковых направлениях и применяются обычно в планетарных передачах.

Шкивы и ременные передачи. Основные требования к шкивам: шероховатость поверхности канавки, сбалансированность. Требования к шкивам после проточности канавок. Устранение изломов и трещин. Технология охлаждения шкифов после варки. Требования к ремням передач с несколькими ремнями. Натяжение ремней. Проверка стрелы прогиба.

Шкив - фрикционное колесо с ободом или канавкой по окружности, которое передаёт движение приводному ремню или канату. Используется как одна из основных частей ремённой передачи, также бывают шкивы на распредвалах механических блоков.

В отличие от блока, шкив передаёт усилие с оси на ремень (либо с ремня на ось); блок же вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната.

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связьюи может применяться для передачи движения между валами, находящимися на значительном расстоянии один от другого. Она состоит (рис. 1.5.80) из двух шкивов (ведущего, ведомого) и охватывающего их ремня. Ведущий шкив силами трения, возникающими на поверхности контакта шкива с ремнем вследствие его натяжения, приводит ремень в движение. Ремень в свою очередь заставляет вращаться ведомый шкив. Таким образом, мощность передается с ведущего шкива на ведомый.

Рис. 1.5.80. Виды ременных передач: а - открытая передача;

б - перекрестная передача; в- по­луперекрестная передача (со скрещивающимися валами); г - угловая передача (с направляю­щим роликом); д-передача с нажимным роликом; е- передача со ступенчатым шкивом.

Для нормальной работы передачи необходимо предварительное натя­жение ремня, обеспечивающее возникновение сил трения на участках кон­такта (ремень-шкив).

Оно осуществляется:

1) вследствие упругости ремня - укорочением его при сшивке, передвижением одного вала или с помощью нажимного ролика;

2) под действием силы тяжести качающейся системы мы или силы пружины;

3) автоматически, в результате реактивного момента, возникающего на статоре двигателя;

4) с применением специальных натяжных устройств (рис. 1.5.80, д и рис. 1.5.81).

Так как на практике большинство передач работает с переменным режимом нагрузки, то ремни с постоянным предварительным натяжением в период недогрузок оказываются излишне натянутыми, что ведет к резкому снижению долговечности. С этих позиций целесообразнее применять третий способ, при котором натяжение меняется в зависимости от нагрузки и срок службы ремня наибольший. Однако автоматическое натяжение в реверсивных передачах с непараллельными осями валов применить нельзя.

Рис. 1.5.81. Регулировка натяжения ремня перемещением двигателя:

1 - ремень; 2 -шкив; 3 -натяжное устройство.

Ременные передачи классифицируют по следую­щим признакам:

1. По форме сечения ремня:

- плоскоременные (рис.1.5.80, а);

- клиноременные (рис.1.5.80, б);

- круглоременные (рис.1.5.80, в);

- с зубчатыми ремнями (рис.1.5.80, д);

- с поликлиновыми ремнями (рис.1.5.80, г).

Рис.1.5.82 Типы ремней ременных передач: а - плоский ремень;

б - клиновый ремень;в - круглый ремень; г -поликлиновый ремень;

д -зубчатый ремень.

2. По взаимному расположению осей валов

- с параллельными осями (см. рис.1.5.80, а, б);

- с пересекающимися осями — угловые (см. рис.1.5.80, г);

- со скрещивающимися осями (см. рис.1.5.80, в).

3. По направлению вращения шкива:

- с одинаковым направлением (открытые и полуоткрытые) (см. рис.1.5.80, а);

- с противоположными направлениями (перекрестные) (см. рис.1.5.80, б).

4. По способу создания натяжения ремня:

- простые (см. рис.1.5.80, а);

- с натяжным роликом (см. рис.1.5.80, д);

- с натяжным устройством (см. рис.1.5.80).

5. По конструкции шкивов:

- с однорядными шкивами (см. рис.1.5.80, а—д);

- со ступенчатыми шкивами (см. рис.1.5.80, е).

Область применения.

Ремни должны обладать достаточно высокой прочностью при действии переменных нагрузок, иметь высокий коэффициент трения при движении по шкиву и высокую износостойкость. Ременные передачи применяются для привода агрегатов от электродвигателей малой и средней мощности; для привода от маломощных двигателей внутреннего сгорания. Наибольшее распространение в машинострое­нии находят клиноременные передачи (в станках, автотранспортных двига­телях и т. п.). Эти передачи широко используют при малых межосевых расстояниях и вертикальных осях шкивов, а также при передаче вращения не­сколькими шкивами. При необходимости обеспечения ременной передачи постоянного передаточного числа и хорошей тяговой способности реко­мендуется устанавливать зубчатые ремни. При этом не требуется большего начального натяжения ремней; опоры могут быть неподвижными. Плоскоременные передачи применяются как простейшие, с минимальными напряжениями изгиба. Плоские ремни имеют прямоугольное сечение, применяются в машинах, которые должны быть устойчивы к вибрациям (например, высокоточные станки). Плоско­ременные передачи в настоящее время применяют сравнительно редко (они вытесняются клиноременными). Теоретически тяговая способность клинового ремня при том же усилии натяжения в 3 раза больше, чем у плоского. Однако относительная прочность клинового ремня по сравнению с плоским несколько меньше (в нем меньше слоев армирующей ткани), поэтому практически тяговая способность клинового ремня приблизительно в два раза выше, чем у плоского. Это свидетельство в пользу клиновых ремней послужило основанием для их широкого распространения, в особенности в последнее время. Клиновые ремни могут передавать вращение на несколько валов одновременно, допускают u _max = 8 – 10 без натяжного ролика.

Круглоременные передачи (как си­ловые) в машиностроении не применяются. Их используют в основном для маломощных устройств в приборостроении и бытовых механизмах (магни­тофоны, радиолы, швейные машины и т. д.).

Передаваемая мощность силовых ременных передач практически дос­тигает 50 кВт, хотя известны плоскоременные передачи мощностью и 1500 кВт. Скорость ремня v = 5 - 30 м/с (в сверхскоростных передачах v = 100 м/с). В механических приводах ременная передача используется чаще всего как понижающая передача. Максимальное передаточное отношение U _max = 5 – 6 для передач без натяжного ролика и U _max = 6 – 10 для передач с натяжным роликом, допускают кратковременную перегрузку до 200%.

Достоинства:

-возможность расположения ведущего и ведомого шкивов на больших расстояниях (более 15 метров) (что важно, например, для сельскохозяйственного ма­шиностроения);

- плавность хода, бесшумность работы передачи, обусловленные эластичностью ремня;

- малая чувствительность к толчкам и ударам, а также к перегрузкам, способность пробуксовывать;

- возможность работы с большими угловыми скоростями;

- предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;

- возможность работы при высоких оборотах;

- простота конструкции и дешевизна.

Недостатки:

- непостоянство передаточного числа вследствие проскальзывания ремней;

- постепенное вытягивание ремней, их недолговечность;

- необходимость постоянного ухода (установка и натяжение ремней, их перешивка и замена при обрыве и т. п.);

- сравнительно большие габаритные размеры передачи;

- высокие нагрузки на валы и опоры из-за натяжения ремня;

- опасность попадания масла на ремень;

- малая долговечность при больших скоростях (в пределах от 1000 до 5000 ч);

- необходимость натяжного устройства.