koniska växlar

Utför smidda, gjutna och mycket mindre ofta bandage. Genom dimensionerna på den yttre diametern kan vinkelväxlar tillverkas från flera tiotals millimeter till 2 ... 3 m. På grund av det stora dimensionsområdet kan en växeldesign inte accepteras. Tillverkningsprocessen och kraftpåverkan på kugghjulets delar under driften av det koniska kugghjulet kräver också olika konstruktioner. De vanligaste designerna med koniska kugghjul diskuteras nedan.

Val av design av vinkelväxlar. Konstruktioner av vinkelväxlar väljs enligt tabell. 10.

Här, liksom i cylindriska kugghjul, introduceras begreppen den minsta (d rp) och den största Dgr-gränsdiametern för ett koniskt kugghjul. Gränsdiametrarna bestämmer utformningen av kugghjulet.

För kugghjul med skiva, vid bestämning av gränsdiametern, tas hänsyn till att hål med en diameter på minst 30 mm måste göras i skivan. För detta krävs ett avstånd på 50 mm mellan navet och fälgen. Den minsta gränsdiametern måste vara: d rp = 100 + d cm + 2bsinφ. Alltså för d d > d r smidda koniska växlar måste ha den design som visas på blad 9, fig. 3, med d d ≤ d gr, är kugghjulet tillverkat utan skiva (blad 9, fig. 2).

För stora gjutna kugghjul introduceras konceptet med största gränsdiameter Dgp = dgp + 0,4L, vilket bestämmer utformningen av gjutna koniska kugghjul med fyra och sex ribbor.

I tabell. 10 visar gränserna för vinkeln φ, som bestämmer formen på kugghjul av olika utformningar.

Bestämning av dimensionerna på elementen i koniska smidda kugghjul. Formlerna med vilka dimensionerna för elementen i smidda och gjutna koniska kugghjul bestäms ges i tabell. elva.

Huvuddesignen är ett kugghjul med en vertikal skiva utan tvärgående ribbor. Denna design ger styrka och tillverkningsbarhet.

Tabell 10

Val av konisk växeldesign

Tabell 11

Formler för att bestämma dimensionerna på element i smidda och gjutna koniska kugghjul

Fortsättning på tabellen. elva

Smidda kugghjul med små diametrar är gjorda utan skivor.

Om diametern d enligt konstruktionskraven eller hållfasthetsförhållandena för axeln väljs så att ojämlikheten

då görs kugghjulet integrerat med axeln (blad 9, fig. 4, 5) och kallas kugghjulsaxeln.

Om, enligt designkraven, skivan på ett smidd konisk växel måste placeras på ett visst avstånd från ändarna av navet (blad 10, fig. 1), bör navet inte sticka ut utanför hålrummens kon, vilket bestäms av tillståndet för skärande tänder på maskinen.

I koniska kugghjul gjorda utan hål i skivan och med en kort utskjutande del av navet, för att underlätta fixeringen av arbetsstycket på maskinen under svarvning från änden av den stora konen, skärs topparna av tänderna längs diametern D cp med följande förhållanden mellan arbetsstyckets massa och längden på de utskjutande cylindriska delarnas nav:

Vid skärning av topparna på tänderna (blad 9, fig. 1.2) beräknas diametern D cp till b cp = m. Därefter avrundas det resulterande värdet D cp nedåt och bredden på snittet av tändernas toppar b cp bestäms av formeln

Vid kapning av topparna på kugghjulskuggarna (blad 9, fig. 3) med en vinkel φ ≥ 45° (blad 9, fig. 2), bestäms skärbredden b cp av samma formel vid D cp = d d.

Bestämning av dimensionerna på elementen i gjutna koniska kugghjul. Dimensionerna på elementen i gjutna kugghjul beror inte bara på styrka utan också på de nödvändiga förhållandena mellan dem, bestämt av gjutningsprocessen. Beroende på måtten tillverkas enskivsväxlar med fyra, sex och åtta ribbor. Valet av ett jämnt antal ribbor förklaras av den mest gynnsamma placeringen av vinsten och elimineringen av defekter i form av skal etc. Formlerna för att bestämma dimensionerna för elementen i gjutna vinkelväxlar ges i Tabell. 11. För att beräkna fälgtjockleken δ 0 för gjutna och smidda koniska kugghjul, används formeln, liksom för att beräkna tjockleken på fälgen på gjutna cylindriska kugghjul, med hänsyn till inverkan av kuggbreddskoefficienten ψ ba och totalt antal tänder z ∑ . I koniska växlar, med en minskning av vinkeln φ, ökar värdet på den radiella belastningen och avståndet från appliceringspunkten för denna belastning till skivans symmetriaxel ökar. För att minska påverkan av moment från radiella och axiella belastningar bestäms avståndet l X från slutet av cirkeln av utsprången på den lilla konen till skivan beroende på vinkeln φ. I tabell. 11 visar formlerna för den preliminära bestämning av hålet i hjulnavet för axeln. Med hänsyn till tekniken för gjutning på de platser som anges med bokstaven N (ark 10, fig. 2, 3, 4), är förtjockning av fälgen till höjden av revbenen tillåten. Vid tillverkning av smidda och gjutna koniska kugghjul används samma stål som för cylindriska kugghjul.

Föreläsning #8

Koniska hjul används i växlar med korsande axlar. Fasade hjul är gjorda med raka, sneda, cirkulära och andra böjda tänder. För närvarande de mest använda koniska hjulen med cirkulära tänder. Sporhjul är lämpliga att använda vid låga omkretshastigheter (upp till 8 m/s). På höga hastigheter det är tillrådligt att använda hjul med cirkulära tänder eftersom de ger mjukare ingrepp, större bärighet och mer tekniskt avancerade.

Nackdelar med vinkelväxlar:

1) tillverkningskomplexitet;

2) svårigheten att justera tandkontaktlappen;

3) relativt låg verkningsgrad. ( h till= 0,94…0,97).

Det senare förklaras av det faktum att när toppen av hjulens initiala koner inte sammanfaller, ökar glidningen i kontakten med tänderna kraftigt. I detta avseende bör utformningen av växellådan ge möjligheten att justera inkopplingen av koniska växlar.

Element för geometrisk beräkning

Axelvinkel S, kan vara vad som helst, men den vanligaste vinkeln är S=900. Det är uppenbart S=dl +d2, Var d1 Och d 2 - vinklar för delningskoner för kugghjulet respektive hjulet.

Externt avsmalningsavstånd Re bestämmer transmissionens dimensioner (fig. 8.1).

Kugghjulets arbetsbredd b w kan uttryckas med formeln

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

Var ybd- växelbreddsförhållande i förhållande till dess stigningsdiameter, - ringdrevets breddförhållande i förhållande till det yttre konavståndet, d m- delande diameter i mittsektionen.

Istället för de initiala och delande cylindrarna av cylindriska hjul i koniska hjul, introduceras begreppen - de initiala och delande konerna, som har samma egenskaper som delande och initiala cylindrarna. Alla dimensioner på kugghjulet bestäms av den yttre änden:

h ae = m te - yttre höjden på tandhuvudet;

h fe = 1,2m t e är den yttre höjden av tandskaftet;

mte– distriktsmodul på den yttre änden;

df- vinkeln på könen i tändernas hålighet;

d a- vinkeln på konen av tändernas utsprång;

d e =m te zär diametern på den yttre delningscirkeln;

d ae = d e +2h a cosdär den yttre diametern av utsprångscirkeln;

d fe = d e -2h f cosdär den yttre diametern av fördjupningarnas omkrets.

Diametern på stigningscirkeln för ett koniskt kugghjul är diametern på basen av hjulets stigningskon. d e \u003d m te z \u003d 2R e sinδ, var

Tandens dimensioner längs längden är olika, därför introduceras begreppen diameter och modul i mittsektionen:

, Var Rmär det genomsnittliga konavståndet.

Utväxling, eftersom d e 1 = 2R e sind 1 Och d e2 = 2R e sind 2, Den där. För ortogonala överföringar där S=90 0 , synd d 1 = cos d2 Och U= tg d2= ctg d1.

Ansträngning i engagemang

Låt oss betrakta krafterna i ingrepp med exemplet med en konisk cylindrisk växel. Vi antar villkorligt att alla krafter appliceras i mitten av tanden vid diametrar d m 1 Och d m 2(se figur 8.3). I sektionen av planet " n-n” den normala tandytan påverkas av full kraft F n, som sönderdelas till en omkretskraft Med och ansträngning F r". I sin tur ansträngningen F r" i frontalplanet sönderfaller den till Fa(axiell kraft) och F r(radiell kraft). För att bestämma alla krafter är den första

genom den bestäms insatserna

För ett hjul är krafternas riktning motsatt, medan

Motsvarande hjul och bestämning av deras parametrar

Dimensionerna på tvärsnitten av den koniska växelkuggen ändras i proportion till avståndet mellan dessa sektioner från toppen av konen. Alla tvärsnitt av tanden är geometriskt lika. Samtidigt, den specifika belastningen q(Fig. 8.4) är ojämnt fördelat längs tandens längd. Det varierar beroende på storleken på deformationen och styvheten hos tanden i olika sektioner enligt lagen om en triangel, vars topp sammanfaller med toppen av delningskonen. Kontakt- och böjspänningar är desamma längs hela tandens längd. Detta gör att du kan beräkna styrkan för någon av sektionerna. Det är praktiskt taget bekvämt att ta för de beräknade sektionerna den genomsnittliga delen av tanden med en belastning q jfr.

För att beräkna styrkan ersätts koniska hjul med ekvivalenta cylindriska hjul, vars dimensioner bestäms av utvecklingen av en extra kon j, i mittsektionen (Figur 8.5), medan m tv = m tm.

Motsvarande hjuldiameter

Sida 1

En cirkulär tand är placerad längs cirkelbågen längs vilken verktyget rör sig när man skär tänder. Lutningsvinkeln för den cirkulära tanden är variabel.

Cirkulära tänder görs vanligtvis så att tangenten till tandlinjen i mitten av brunsten A (Fig.

Cirkulära tänder skärs genom att köras på speciella högpresterande maskiner med ett skärhuvud.

Cirkulära tänder i form av styrka skiljer sig från raka och spiralformade tänder i sin bågform och initial kontakt vid en punkt.

Cirkulära tänder i form av styrka skiljer sig från raka och sneda tänder i en bågform och initial kontakt vid en punkt.

Cirkulära tänder i form av styrka skiljer sig från raka tänder i sin bågform och initial kontakt vid en punkt. Inverkan av dessa förmågor är inte väl förstått, men baserat på experimentella data har det fastställts att koniska kugghjul med cirkulära tänder kan överföra en belastning som är 145 gånger större än cylindriska koniska kugghjul med samma dimensioner.

Cirkulära tänder kan användas med konavstånd L 6 - - - 420 mm.

En cirkulär tand är placerad längs cirkelbågen, längs vilken verktyget rör sig vid skärning av tänder.

Schema för geometrisk beräkning av vinkelväxlar.| Former av koniska kugghjul.

Cirkulära tänder skärs med ett icke-modulärt verktyg som gör det möjligt att skära tänder i ett visst antal moduler. Därför är det tillåtet att använda överföringar med icke-standardiserade och fraktionerade moduler.

Cirkulära tänder i form av styrka skiljer sig från raka och spiralformade tänder i sin bågform och initial kontakt vid en punkt. Därför används i Sovjetunionen och utomlands speciella beräkningar av koniska växlar med cirkulära tänder AGMA i stor utsträckning, utvecklade av Gleason kugghjulsskärmaskinföretag, som har fantastisk upplevelse design, tillverkning och provning av vinkelväxlar. Dessa beräkningar har samma grund som de presenterade, men de har också vissa specifika egenskaper.

En cirkulär tand är placerad längs cirkelbågen, längs vilken verktyget rör sig vid skärning av tänder. Lutningsvinkeln för den cirkulära tanden är variabel. Den beräknade vinkeln tas som vinkeln på omkretsen av hjulets medeldiameter.

Spur fas hjul används vid låga omkretshastigheter (upp till 2 ... 3 m / s, upp till 8 m / s är tillåtet). Vid högre hastigheter är det lämpligt att använda hjul med cirkulära tänder, eftersom de ger mjukare utväxling, mindre buller, större bärighet och mer tekniskt avancerade. Spurs koniska växlar ger ett utväxlingsförhållande på upp till 3.

Vid periferihastigheter större än 3 m/s, växlar med sned eller krökt tänder, som, på grund av det gradvisa ingreppet och en mindre förändring i mängden deformation av tänderna under ingreppsprocessen, arbetar med mindre buller och mindre dynamiska belastningar. Dessutom kugghjul sned eller krökt Tänderna fungerar bättre vid böjning än tänder. För full kontakt med tänderna på dessa växlar måste kuggarna dock passa inte bara i sin bredd utan också i höjden, vilket ökar kraven för tillverkning av spiralformade kugghjul och hjul med böjda tänder. På grund av deras fördelar kan sådana växlar användas med utväxlingar upp till 5 och ännu högre.

Bild 5 A) med raka tänder b) med sneda tänder V) med böjda tänder G) konisk hypoidväxel

Figur 6 - Huvudelementen i tänderna på koniska kugghjul

Koniska växlar med snedställda tänder kan arbeta med en periferihastighet på upp till 12 m/s, och hjul med krökt tänder - upp till 35-40 m/s. Kugghjul med böjda tänder skurna i en spiral, evolventa (palloida) eller cirkulära (cirkulära) används mest. Koniska kugghjul med böjda tänder kan ha en annan riktning på spiralen. Ett kugghjul kallas högerhänt om tänderna lutar utåt i riktning moturs rörelse från sidan av toppen av konen, annars kallas hjulet vänsterhänt.

Korrigering av koniska växlar

Används främst hög höjd korrigering (korrigering) av koniska hjul. Används även för fasade hjul tangentiell korrigering bestående av förtjockning av kugghjulet och förtunning av hjultanden. Tangentiell korrigering av koniska hjul kräver inga specialverktyg. För cylindriska hjul används inte tangentiell korrigering, eftersom det kräver ett specialverktyg. I praktiken, för koniska hjul, används ofta höjdkorrigering i kombination med tangentiell korrigering.

Tänderna på de koniska kugghjulen, enligt förändringen i storleken på sektionerna längs längden, utför tre former:

Figur 7

1. Normalt sänkande tänder. Spåren av delarna och de inre konerna sammanfaller. Denna form används för koniska växlar med raka och tangentiella kuggar, och även begränsat för växlar med cirkulära kuggar med mn>2 och Z = 20...100.

Figur 8

2. Toppen av den inre konen är placerad så att bredden på botten av hjulkaviteten är konstant, och tjockleken på tanden längs delningskonen ökar med ökande avstånd till toppen. Denna form gör att du kan bearbeta båda ytorna på hjulets tänder med ett verktyg samtidigt. Därför är det grunden för hjul med cirkulära tänder.

Bild 9

3. Lika höga tänder. Generatorerna för de delande och inre konerna är parallella. Denna form används för cirkulära tänder med Z>40, speciellt med genomsnittliga konavstånd på 75-750 mm.

Utveckling datorprogram för design av koniska par med cirkulär tand.

Vid reparation (enkel) produktion av koniska par med en cirkulär och hypoid tand, när de tas som grundtillgängliga,men redan slitna, skadade och misslyckade par kräver beräkningen och bestämningen av de geometriska parametrarna inga speciella tråkiga beräkningar för styrka, bärförmåga och driftsstabilitet. Allt detta, på en gång, vid konstruktionsstadiet för de enheter och maskiner som de var avsedda för, hade redan utförts. Därför "tröja" inte och slösa tid på detta. Allt begränsas av valet av lämpligt material för paren och typen av deras värmebehandling. Och detta löses helt enkelt - Om du vill ha något starkare, välj lämpligt material, cement, nitrid, härda. Krävs ej - använd vanligt vanligt konstruktionsstål. Och ibland, i allmänhet, är valet av material begränsat av företagets kapacitet för tillfället - jag skulle vilja ha det bättre, men inte från någonting. Det är bara det att den primära uppgiften är att snabbt och exakt reproducera parametrarna för paret och producera det med hög kvalitet.

Även i reparationsproduktionen löses problemet med att använda ett skärande formverktyg (Gear heads) som används för att skära koniska par. Använd verktyget som de har. Därför, i beräkningarna av de geometriska parametrarna, kan verktyget inte heller beaktas.uppmärksamhet.Det kommer naturligtvis att rekommenderas av programmet, men det bestäms och accepteras slutligen redan under vidare beräkningar av motsvarande Setup Charts.

Så, fördelen med våra program: De behöver inte arbeta med dempreliminärautbildning, med involvering av relevanta specialister. Program under dialogen, inmatning av initiala data, hela tiden korrigerar de användarens handlingar, föreslår gränserna för tillåtna värden, vilket inte tillåter att felaktiga värden anges, vilket i slutändan leder till absurditet och en återgång till början av beräkningar, som det sker i andra föreslagna program. De har inte onödiga, som nämnts ovan, initiala data, vilket tar mycket dyrbar tid och i slutändan förvirrar och inte ger de nödvändiga resultaten (tar beräkningarna åt sidan). Samtidigt ger våra program ut en större slutlig beräknad mängd information, inklusive layout och installationsparametrar för de beräknade Fasade paren med cirkulära och hypoida tänder. Vad är av inte liten betydelse för deras tillverkning och prestanda.

Program för design av koniska par

med cirkulär tand Form nr 1 och nr 2.

Dessa program låter dig gå in när du designardorn som tar hänsyn till västerländska standarder för kugghjulspar. Det gör att du kan återställa och beräkna, från alla slitna och skadade kugghjulspar, alla geometriska parametrar som är nödvändiga för deras tillverkning.

Blankett nr 1

Exempel på beräkning av programmet: