Kegelräder

Führen Sie geschmiedet, gegossen und viel seltener bandagiert durch. Durch die Abmessungen des Außendurchmessers können Kegelräder von mehreren zehn Millimetern bis zu 2 ... 3 m hergestellt werden. Aufgrund des großen Abmessungsbereichs kann eine Zahnradausführung nicht akzeptiert werden. Auch der Herstellungsprozess und die Krafteinwirkung auf die Elemente des Getriebes beim Betrieb des Kegelradgetriebes erfordern unterschiedliche Auslegungen. Die gebräuchlichsten Kegelradkonstruktionen werden unten besprochen.

Auswahl an Ausführungen von Kegelrädern. Ausführungen von Kegelrädern werden gemäß Tabelle ausgewählt. 10.

Hier werden wie bei Stirnrädern die Begriffe des kleinsten (d rp ) und des größten Dgr Randdurchmessers eines Kegelrades eingeführt. Die Grenzdurchmesser bestimmen die Gestaltung des Zahnrads.

Bei Zahnrädern mit Scheibe wird bei der Bestimmung des Grenzdurchmessers berücksichtigt, dass Löcher mit einem Durchmesser von mindestens 30 mm in die Scheibe eingebracht werden müssen. Dazu ist ein Abstand von 50 mm zwischen Nabe und Felge erforderlich. Der kleinste Randdurchmesser muss sein: d rp = 100 + d cm + 2bsinφ. Somit ist für d d > d r geschmiedet Kegelräder muss das auf Blatt 9, Abb. gezeigte Design haben. 3, mit d d ≤ d gr, wird das Zahnrad ohne Scheibe ausgeführt (Blatt 9, Abb. 2).

Für große Gusszahnräder wird das Konzept des größten Grenzdurchmessers Dgp = dgp + 0,4L eingeführt, das die Gestaltung von Gusskegelrädern mit vier und sechs Borden bestimmt.

Im Tisch. 10 zeigt die Grenzen des Winkels φ, der die Form von Zahnrädern verschiedener Konstruktionen bestimmt.

Bestimmung der Abmessungen der Elemente von geschmiedeten Kegelrädern. Die Formeln, nach denen die Abmessungen der Elemente von geschmiedeten und gegossenen Kegelrädern bestimmt werden, sind in der Tabelle angegeben. elf.

Das Hauptdesign ist ein Zahnrad mit einer vertikalen Scheibe ohne Querrippen. Dieses Design bietet Festigkeit und Herstellbarkeit.

Tabelle 10

Wahl der Kegelradausführung

Tabelle 11

Formeln zur Bestimmung der Abmessungen von Elementen geschmiedeter und gegossener Kegelräder

Fortsetzung der Tabelle. elf

Geschmiedete Zahnräder mit kleinen Durchmessern werden ohne Scheiben hergestellt.

Wird gemäß den konstruktiven Anforderungen bzw. den Festigkeitsverhältnissen der Welle der Durchmesser d so gewählt, dass die Ungleichung

dann wird das Zahnrad einstückig mit der Welle hergestellt (Blatt 9, Abb. 4, 5) und als Zahnradwelle bezeichnet.

Wenn die Scheibe eines geschmiedeten Kegelrades konstruktionsbedingt in einem bestimmten Abstand von den Enden der Nabe angeordnet werden muss (Blatt 10, Bild 1), darf die Nabe nicht über den Konus der Hohlräume hinausragen wird durch den Zustand der Schneidzähne an der Maschine bestimmt.

Bei Kegelrädern ohne Löcher in der Scheibe und mit einem kurzen vorstehenden Teil der Nabe werden die Zahnspitzen entlang des Durchmessers D geschnitten, um das Werkstück beim Drehen vom Ende des großen Kegels bequem an der Maschine zu befestigen cp mit folgenden Verhältnissen zwischen der Masse des Werkstücks und der Länge der hervorstehenden zylindrischen Teilnaben:

Beim Schneiden der Zahnspitzen (Blatt 9, Abb. 1.2) errechnet sich der Durchmesser D cp zu b cp = m. Anschließend wird der resultierende Wert D cp abgerundet und die Schnittbreite der Zahnspitzen b cp wird durch die Formel bestimmt

Beim Schneiden der Verzahnungsspitzen (Blatt 9, Bild 3) mit einem Winkel φ ≥ 45° (Blatt 9, Bild 2) wird die Schnittbreite b cp nach der gleichen Formel zu D cp = d d bestimmt.

Bestimmung der Abmessungen der Elemente von gegossenen Kegelrädern. Die Abmessungen der Elemente von gegossenen Zahnrädern hängen nicht nur von der Festigkeit ab, sondern auch von den erforderlichen Verhältnissen zwischen ihnen, die durch das Gießverfahren bestimmt werden. Je nach Abmessung werden Einscheibenräder mit vier, sechs und acht Borden hergestellt. Die Wahl einer geraden Anzahl von Rippen erklärt sich aus der günstigsten Lage der Gewinne und der Beseitigung von Fehlern in Form von Schalen usw. Die Formeln zur Bestimmung der Abmessungen der Elemente von gegossenen Kegelrädern sind in der Tabelle angegeben. 11. Zur Berechnung der Kranzdicke δ 0 von gegossenen und geschmiedeten Kegelrädern wird die Formel verwendet, ebenso wie zur Berechnung der Kranzdicke von gegossenen Stirnrädern unter Berücksichtigung des Einflusses des Zahnbreitenkoeffizienten ψ ba und der Gesamtzähnezahl z ∑ . Bei Kegelrädern steigt mit abnehmendem Winkel φ der Wert der Radiallast und der Abstand vom Angriffspunkt dieser Last zur Symmetrieachse der Scheibe nimmt zu. Um den Einfluss von Momenten aus radialen und axialen Belastungen zu verringern, wird der Abstand l X vom Ende des Kreises der Vorsprünge am kleinen Kegel zur Scheibe in Abhängigkeit vom Winkel φ bestimmt. Im Tisch. 11 zeigt die Formeln zur vorläufigen Bestimmung des Lochs in der Radnabe für die Welle. Unter Berücksichtigung der Gießtechnologie an den mit dem Buchstaben N gekennzeichneten Stellen (Blatt 10, Abb. 2, 3, 4) ist eine Verdickung des Randes bis zur Höhe der Rippen zulässig. Bei der Herstellung von geschmiedeten und gegossenen Kegelrädern werden die gleichen Stähle wie für Stirnräder verwendet.

Vortrag Nr. 8

Kegelräder werden in Getrieben mit sich kreuzenden Wellen verwendet. Kegelräder werden mit geraden, schrägen, kreisförmigen und anderen gekrümmten Zähnen hergestellt. Derzeit sind die am weitesten verbreiteten Kegelräder mit kreisförmigen Zähnen. Stirnräder sind für den Einsatz bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten (bis 8 m/s) geeignet. Bei hohe Geschwindigkeiten Es ist ratsam, Räder mit kreisförmigen Zähnen zu verwenden, da sie einen sanfteren Eingriff, eine größere Tragfähigkeit und einen höheren technologischen Fortschritt bieten.

Nachteile von Kegelrädern:

1) Herstellungskomplexität;

2) die Schwierigkeit, die Zahnaufstandsfläche einzustellen;

3) relativ niedriger Wirkungsgrad. ( h zu= 0,94…0,97).

Letzteres erklärt sich aus der Tatsache, dass, wenn die Spitzen der Anfangskegel der Räder nicht zusammenfallen, der Schlupf beim Kontakt der Zähne stark zunimmt. In diesem Zusammenhang sollte die Konstruktion des Getriebes die Möglichkeit bieten, den Eingriff von Kegelrädern einzustellen.

Elemente der geometrischen Berechnung

Wellenwinkel S, kann alles sein, aber der häufigste Winkel ist S=900. Es ist klar, dass S = d1 + d2, Wo d1 Und D 2 - Winkel der Teilungskegel des Zahnrads bzw. Rads.

Äußerer Konusabstand Betreff bestimmt die Abmessungen des Getriebes (Abb. 8.1).

Arbeitsbreite des Zahnkranzes sw kann durch die Formel ausgedrückt werden

b w \u003d y bd d m1 \u003d y bR R e ,

Wo Ybd- Verhältnis der Zahnradbreite zu seinem Teilkreisdurchmesser, - Verhältnis der Zahnkranzbreite zum Außenkegelabstand, dm- Teilungsdurchmesser im Mittelteil.

Anstelle der Anfangs- und Teilungszylinder von zylindrischen Rädern in Kegelrädern werden die Konzepte eingeführt - die Anfangs- und Teilungskegel, die die gleichen Eigenschaften wie die Teilungs- und Anfangszylinder haben. Alle Abmessungen des Zahnrads werden durch das äußere Ende bestimmt:

h ae = m te -äußere Höhe des Zahnkopfes;

hfe = 1,2m t e ist die äußere Höhe des Zahnschaftes;

mte– Bezirksmodul am äußeren Ende;

df- der Winkel des Kegels der Zahnhöhle;

da- der Winkel des Kegels der Vorsprünge der Zähne;

d e = m te z der Durchmesser des äußeren Teilungskreises ist;

d ae = d e +2h a cosd ist der Außendurchmesser des Vorsprungskreises;

d fe = d e -2h f cosd der Außendurchmesser des Umfangs der Vertiefungen ist.

Der Durchmesser des Teilkreises eines Kegelrades ist der Durchmesser der Basis des Teilkegels des Rades. d e \u003d m te z \u003d 2R e sinδ, Wo

Die Abmessungen des Zahns entlang der Länge sind unterschiedlich, daher werden die Konzepte Durchmesser und Modul im mittleren Abschnitt eingeführt:

, Wo R m ist der durchschnittliche Kegelabstand.

Getriebeübersetzung, weil d e 1 = 2Re sind 1 Und d e 2 = 2Re sind 2, Das. Für orthogonale Übertragungen, bei denen S=90 0 , Sünde d1 = cos d2 Und U= tg d2= ctg d1.

Anstrengung im Engagement

Betrachten wir die Eingriffskräfte am Beispiel eines Kegelstirnrades. Wir gehen bedingt davon aus, dass bei Durchmessern alle Kräfte in Zahnmitte angreifen d m 1 Und d m 2(siehe Abbildung 8.3). Im Abschnitt des Flugzeugs „ n-n” die normale zahnoberfläche wird mit der vollen kraft beaufschlagt F n, die in eine Umfangskraft zerlegt wird Ft und Aufwand F r". Im Gegenzug der Aufwand F r" in der Frontalebene zerfällt es in Fa(Axialkraft) und F r(Radialkraft). Um alle Kräfte zu bestimmen, ist die erste

dadurch werden Bemühungen bestimmt

Bei einem Rad ist die Richtung der Kräfte entgegengesetzt, während

Äquivalente Räder und Bestimmung ihrer Parameter

Die Abmessungen der Querschnitte des Kegelradzahns ändern sich proportional zum Abstand dieser Abschnitte von der Kegelspitze. Alle Querschnitte des Zahns sind geometrisch ähnlich. Gleichzeitig die spezifische Belastung Q(Abb. 8.4) ist ungleichmäßig über die Zahnlänge verteilt. Sie variiert je nach Größe der Verformung und Steifigkeit des Zahnes in verschiedenen Abschnitten nach dem Gesetz eines Dreiecks, dessen Spitze mit der Spitze des Teilungskegels zusammenfällt. Kontakt- und Biegespannungen sind über die gesamte Zahnlänge gleich. Dadurch können Sie die Stärke für jeden der Abschnitte berechnen. Es ist praktisch bequem, für die berechneten Schnitte den durchschnittlichen Schnitt des Zahns mit Belastung zu nehmen q vgl.

Zur Berechnung der Festigkeit werden Kegelräder durch äquivalente zylindrische Räder ersetzt, deren Abmessungen durch die Entwicklung eines zusätzlichen Kegels bestimmt werden J, im mittleren Abschnitt (Abbildung 8.5), während m tv = m tm.

Äquivalenter Raddurchmesser

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Ein kreisförmiger Zahn befindet sich entlang des Kreisbogens, entlang dem sich das Werkzeug beim Schneiden von Zähnen bewegt. Der Neigungswinkel des Rundzahns ist variabel.

Kreiszähne werden normalerweise so hergestellt, dass die Tangente an die Zahnlinie in der mittleren Brunst A (Abb.

Kreiszähne werden durch Laufen auf speziellen Hochleistungsmaschinen mit Messerkopf geschnitten.

Kreiszähne unterscheiden sich in ihrer Festigkeit von Gerad- und Schrägzähnen durch ihre Bogenform und den anfänglichen Kontakt an einem Punkt.

Kreiszähne in Bezug auf die Festigkeit unterscheiden sich von geraden und schrägen Zähnen in Bogenform und anfänglichem Kontakt an einem Punkt.

Kreiszähne unterscheiden sich in Bezug auf die Festigkeit von geraden Zähnen durch ihre Bogenform und den anfänglichen Kontakt an einem Punkt. Der Einfluss dieser Fähigkeiten ist nicht gut verstanden, jedoch wurde auf der Grundlage experimenteller Daten festgestellt, dass Kegelräder mit kreisförmigen Zähnen eine 145-mal größere Last übertragen können als Stirnkegelräder mit denselben Abmessungen.

Kreisverzahnung einsetzbar mit Kegelabstand L 6 - - - 420 mm.

Ein kreisförmiger Zahn befindet sich entlang des Kreisbogens, entlang dem sich das Werkzeug beim Schneiden von Zähnen bewegt.

Schema zur geometrischen Berechnung von Kegelrädern.| Formen von Kegelradzähnen.

Kreiszähne werden mit einem nicht modularen Werkzeug geschnitten, das das Schneiden von Zähnen in einem bestimmten Bereich von Modulen ermöglicht. Daher ist es erlaubt, Übertragungen mit nicht standardmäßigen und fraktionierten Modulen zu verwenden.

Kreiszähne unterscheiden sich in ihrer Festigkeit von Gerad- und Schrägzähnen durch ihre Bogenform und den anfänglichen Kontakt an einem Punkt. Daher werden in der UdSSR und im Ausland häufig spezielle Berechnungen von Kegelrädern mit kreisförmigen Zähnen AGMA verwendet, die von der Gleason-Verzahnungsmaschinenfirma entwickelt wurden große Erfahrung Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Kegelrädern. Diese Berechnungen haben dieselbe Grundlage wie die vorgestellten, weisen jedoch auch einige Besonderheiten auf.

Ein kreisförmiger Zahn befindet sich entlang des Kreisbogens, entlang dem sich das Werkzeug beim Schneiden von Zähnen bewegt. Der Neigungswinkel des Rundzahns ist variabel. Der berechnete Winkel wird als Umfangswinkel des mittleren Raddurchmessers genommen.

Spornschräge Räder werden bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten eingesetzt (bis 2 ... 3 m / s, bis 8 m / s zulässig). Bei höheren Geschwindigkeiten ist es ratsam, Räder mit kreisförmigen Zähnen zu verwenden, da sie eine glattere Verzahnung, weniger Geräusche, eine größere Tragfähigkeit und einen höheren technologischen Fortschritt bieten. Sporen Kegelräder bieten eine Übersetzung von bis zu 3.

Bei Umfangsgeschwindigkeiten größer 3 m/s werden Zahnräder mit schräg oder krummlinig Zähne, die aufgrund des allmählichen Eingriffs und einer geringeren Änderung des Verformungsbetrags der Zähne während des Eingriffs mit weniger Geräuschen und weniger dynamischen Belastungen arbeiten. Außerdem Zahnräder schräg oder krummlinig Zähne funktionieren beim Biegen besser als Stirnzähne. Für einen vollständigen Kontakt der Zähne dieser Zahnräder müssen die Zähne jedoch nicht nur in ihrer Breite, sondern auch in der Höhe passen, was die Anforderungen an die Herstellung von Schrägverzahnungen und Rädern mit gekrümmten Zähnen erhöht. Aufgrund ihrer Vorteile können solche Getriebe mit Übersetzungen bis zu 5 und noch höher verwendet werden.

Abbildung 5 A) mit geraden Zähnen B) mit schrägen Zähnen V) mit gebogenen Zähnen G) Kegelrad Hypoid

Abbildung 6 - Die Hauptelemente der Zähne von Kegelrädern

Kegelräder mit schräg Zähne können mit einer Umfangsgeschwindigkeit von bis zu 12 m/s und Räder mit arbeiten krummlinig Zähne - bis zu 35-40 m/s. Am weitesten verbreitet sind Zahnräder mit gekrümmten Zähnen, die in Spiral-, Evolventen- (Palloid-) oder Kreisform (Kreisform) geschnitten sind.Kegelräder mit gekrümmten Zähnen können eine andere Richtung der Spirale haben. Ein Zahnrad wird als rechtsgängig bezeichnet, wenn die Zähne im Uhrzeigersinn von der Seite der Kegelspitze nach außen geneigt sind, andernfalls wird das Rad als linksgängig bezeichnet.

Korrektur von Kegelrädern

Hauptsächlich verwendet Hochhaus Korrektur (Korrektur) von Kegelrädern. Wird auch für Kegelräder verwendet tangential Korrektur bestehend aus Verdickung des Zahnradzahns und Verdünnung des Radzahns. Die Tangentialkorrektur von Kegelrädern erfordert keine Spezialwerkzeuge. Bei zylindrischen Rädern wird keine Tangentialkorrektur verwendet, da hierfür ein Spezialwerkzeug erforderlich ist. In der Praxis wird bei Kegelrädern die Höhenkorrektur oft in Kombination mit der Tangentialkorrektur eingesetzt.

Die Zähne der Kegelräder führen je nach Änderung der Größe der Abschnitte entlang der Länge drei Formen aus:

Abbildung 7

1. Normalerweise senkende Zähne. Die Scheitel der Teilungs- und Innenkegel fallen zusammen. Diese Form wird für Kegelräder mit gerader und tangentialer Verzahnung, sowie eingeschränkt auch für kreisförmige Verzahnungen mit mn>2 und Z = 20...100 verwendet.

Abbildung 8

2. Die Spitze des Innenkegels ist so angeordnet, dass die Breite des Bodens des Radhohlraums konstant ist und die Dicke des Zahns entlang des Teilungskegels mit zunehmendem Abstand zur Spitze zunimmt. Diese Form ermöglicht es Ihnen, beide Oberflächen der Radverzahnung mit einem Werkzeug gleichzeitig zu bearbeiten. Daher ist es die Basis für Räder mit kreisförmigen Zähnen.

Abbildung 9

3. Gleich hohe Zähne. Die Generatoren der Teilungs- und Innenkegel sind parallel. Diese Form wird für Kreiszähne mit Z>40 verwendet, insbesondere bei mittleren Kegelabständen von 75-750 mm.

Entwicklung Computerprogramme zum Entwerfen von konischen Paaren mit kreisförmigem Zahn.

Bei der Reparatur (Single) Herstellung von Conical-Paaren mit einem Circular- und Hypoid-Zahn, wenn als Basis genommenverfügbar,aber auch bereits verschlissene, beschädigte und ausgefallene Paare erfordert die Berechnung und Bestimmung der geometrischen Parameter keine aufwändigen Spezialberechnungen für Festigkeit, Tragfähigkeit und Betriebsfestigkeit. All dies war bereits in der Phase der Konstruktion der Einheiten und Maschinen, für die sie bestimmt waren, durchgeführt worden. Machen Sie sich daher keine "Störung" und verschwenden Sie keine Zeit damit. Alles wird durch die Auswahl des geeigneten Materials für die Paare und die Art ihrer Wärmebehandlung begrenzt. Und das ist einfach gelöst - Wenn Sie etwas Stärkeres wollen, wählen Sie das entsprechende Material, Zement, Nitrit, Härten. Nicht erforderlich - verwenden Sie gewöhnlichen Baustahl. Und manchmal ist die Materialauswahl im Moment im Allgemeinen durch die Fähigkeiten des Unternehmens begrenzt - ich würde es besser mögen, aber nicht von irgendetwas. Es ist nur so, dass die Hauptaufgabe darin besteht, die Parameter des Paares schnell und genau zu reproduzieren und es in hoher Qualität zu produzieren.

Auch in der Reparaturproduktion wird das Problem der Verwendung eines Schneidformwerkzeugs (Zahnradköpfe) zum Schneiden von konischen Paaren gelöst. Verwenden Sie das Werkzeug, das sie haben. Daher kann das Werkzeug bei den Berechnungen der geometrischen Parameter auch nicht berücksichtigt werden.Aufmerksamkeit.Sie wird natürlich vom Programm vorgeschlagen, aber bereits bei weiteren Berechnungen der entsprechenden Setup-Charts endgültig ermittelt und übernommen.

Also, der Vorteil unserer Programme: Sie müssen nicht mit ihnen arbeitenvorläufigSchulungen unter Einbeziehung einschlägiger Spezialisten. Programme während des Dialogs, Eingabe von Anfangsdaten, Sie korrigieren ständig die Aktionen des Benutzers und schlagen die Grenzen der zulässigen Werte vor, was die Eingabe falscher Werte nicht zulässt, was letztendlich zu Absurdität und einer Rückkehr zum Anfang der Berechnungen führt, wie es in anderen vorgeschlagenen Programmen geschieht. Sie haben, wie oben erwähnt, keine unnötigen Anfangsdaten, die viel kostbare Zeit in Anspruch nehmen und letztendlich verwirren und nicht die erforderlichen Ergebnisse liefern (nimmt die Berechnungen beiseite). Gleichzeitig geben unsere Programme eine größere endgültig berechnete Menge an Informationen aus, einschließlich der Layout- und Installationsparameter der berechneten Bevel-Paare mit Circular- und Hypoid-Zähnen. Was für ihre Herstellung und Leistung von nicht geringer Bedeutung ist.

Programme zur Konstruktion von Kegelpaaren

mit Kreiszahnformen Nr. 1 und Nr. 2.

Diese Programme ermöglichen Ihnen die Eingabe beim EntwerfenDorne, die westliche Standards für Zahnradpaare berücksichtigen. Dadurch können Sie aus verschlissenen und beschädigten Zahnradpaaren alle für ihre Herstellung erforderlichen geometrischen Parameter wiederherstellen und berechnen.

Formular Nr. 1

Berechnungsbeispiel durch das Programm: