2.1 МЕХАНИКА 2.1 Назначение и классификация механических передач 2.2. Основные параметры механических передач МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Общие сведения
2.2 Механические устройства, применяемые для передачи энергии от источника к потребителю с изменением угловой скорости или вида движения, называют механическими передачами Общие сведения По способу передачи движения : 1) трением (фрикционные, ременные); 2) передачи зацеплением (зубчатые, червячные, винтовые, цепные) По способу соединения звеньев передачи : 1) передачи непосредственного контакта (зубчатые, червячные, винтовые, фрикционные); 2) передачи гибкой связью (ременные, цепные). Классификация механических передач:
2.3 Общие сведения ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ
- быстроходность n 1, n 2 МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ 2.4 Общие сведения - мощность на входе Р 1 и на выходе Р 2 - коэффициент полезного действия η - передаточное отношение i : ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ
3.1 МЕХАНИКА 3.1 Достоинства, недостатки, области применения, классификация зубчатых передач 3.2. Геометрические параметры цилиндрических передач. 3.3. Особенности геометрии косозубых цилиндрических колес. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Зубчатые передачи
3.2 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Области применения, классификация зубчатых передач
3.3 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Достоинства зубчатых передач возможность передачи практически любых мощностей (до 50000 кВт и более) при весьма широком диапазоне окружных скоростей (до 30...150 м/с); постоянство передаточного отношения; компактность, надежность и высокую усталостную прочность передачи; высокий КПД (95-98 %)) при высокой точности изготовления и монтажа, низкой шероховатости рабочей поверхности зубьев, жидкой смазке и передаче полной мощности; простоту обслуживания и ухода; сравнительно небольшие силы давления на валы и их опоры; возможность изготовления из самых разнообразных материалов, металлических и неметаллических.
3.4 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Недостатки зубчатых передач ограниченность передаточного отношения; является источником вибрации и шума, особенно при низком качестве изготовления и монтажа и значительных скоростях; при больших перегрузках возможна поломка деталей; относительная сложность изготовления высокоточных зубчатых колес.
3.5 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Геометрические параметры цилиндрических передач Эвольвентное зацепление обеспечивает высокую прочность зубьев, простоту и удобство измерения параметров зацепления, взаимозаменяемость зубчатых колес при любых передаточных отношениях
3.6 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Геометрические параметры цилиндрических передач ШЕСТЕРНЯ КОЛЕСО Основная теорема зацепления: Модуль зацепления, мм У гол зацепления
3.7 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Геометрические параметры цилиндрических передач диаметр выступов зубьев диаметр впадин зубьев высота головки зуба высота ножки зуба высота зуба межосевое расстояние диаметр делительной окружности
3.8 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Особенности геометрии косозубых цилиндрических колес окружной шаг окружной модуль диаметр делительной окружности
4.1 МЕХАНИКА 4.1. Понятие о корригировании зубчатых передач. 4.2. Точность зубчатых передач. 4.3. Силы в зацеплении цилиндрических зубчатых передач. 4.4. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности зубчатых передач. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Зубчатые передачи
4.2 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Влияние числа зубьев на форму и прочность зуба
4.3 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Понятие о корригировании зубчатых передач Корригирование - улучшение профиля зуба путем его очерчивания другим участком той же эвольвенты по сравнению с нормальным зацеплением Корригирование применяют : для устранения подрезания зубьев шестерни, если для повышения изгибной прочности зубьев, что достигается увеличением их толщины; для повышения контактной прочности, что достигается увеличением радиуса кривизны в полюсе зацепления; для получения заданного межосевого расстояния передачи
4.4 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Корригирование осуществляют смещением инструмента на величину « Х m » при нарезании зубьев. Положительное смещение – это смещение инструмента от центра зубчатого колеса 1 - зуб некорригированного колеса; 2 - зуб корригированного колеса Отрицательное - смещение к центру Понятие о корригировании зубчатых передач Х m >0 Х m < 0 Коррекция может быть высотной или угловой
4.5 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Точность зубчатых передач В стандартах предусмотрено 12 степеней точности. Наиболее распространены 6, 7, 8 и 9 степени. Пример обозначения степени точности колес - 8-В Во избежание заклинивания зубьев в зацеплении должен быть гарантированный боковой зазор. Величина зазора регламентируется видом сопряжения зубчатых колес. Стандартом предусмотрено шесть видов сопряжения : Н - нулевой зазор, Е - малый, С и Д - уменьшенный, В - нормальный, А - увеличенный.
4.6 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ , Окружная сила Радиальная сила Силы в зацеплении прямозубых цилиндрических зубчатых передач
4.7 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Силы в зацеплении косозубых цилиндрических зубчатых передач радиальная сила осевая сила Окружная сила
4.8 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности зубчатых передач Повторно – переменное воздействие нагрузки на зубья приводит: - к поломке зубьев; - к выкрашиванию рабочих поверхностей; - к износу и заеданию зубьев. Для закрытых зубчатых передач: основной расчёт - на контактную прочность ; проверочный - расчёт зубьев на изгибную выносливость Для открытых передач наоборот.
5.1 МЕХАНИКА 5.1.Материалы зубчатых колес и их термообработка. 5.2.Допускаемые напряжения. 5.3.Расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную прочность и по напряжениям. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Зубчатые передачи
5.2 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Материалы зубчатых колес и их термообработка Стальные зубчатые колеса разделяют на две основные группы: Термообработка : нормализация или улучшение; 1 - с твердостью 2 - с твердостью Термообработка : объёмная закалка, закалка ТВЧ, цементация, азотирование
5.3 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Допускаемые напряжения Допускаемые контактные напряжения Допускаемые напряжения изгиба
5.4 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную прочность Наибольшее контактное напряжение в зоне зацепления: Удельная расчетная окружная сила:
5.5 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Расчет цилиндрических зубчатых передач по напряжениям изгиба Напряжения изгиба Удельная расчётная окружная сила при изгибе
6.1 МЕХАНИКА 6.1. Основные геометрические соотношения. 6.2. Силы в зацеплении конических зубчатых передач. 6.3. Расчет прямозубой конической передачи по напряжениям изгиба. 6.4. Расчет зубьев прямозубой конической передачи по контактным напряжениям. 6.5. Конические передачи с непрямыми зубьями МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Конические зубчатые передачи
6.2 КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Передаточное отношение или Основные геометрические соотношения Соотношение между модулями i ≤ 4, (до 6,3)
6.3 КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Передаточное число: Основные геометрические соотношения Внешнее конусное расстояние: . Высота головки и ножки зуба:
6.4 СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
6.5 Расчет прямозубой конической передачи Эквивалентные числа зубьев Диаметры эквивалентных колес Напряжения изгиба: КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Контактные напряжения:
6.6 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ Конические передачи с непрямыми зубьями с круговыми зубьями с тангенциальными зубьями
7.1 МЕХАНИКА 7.1.Классификация, достоинства, недостатки, области применения червячных передач 7.2.Геометрические параметры червячной передачи. 7.3. Силы в зацеплении червячной передачи. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Червячные передачи
7.2 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Классификация По расположению червяка относительно колеса По форме внешней поверхности червяка - с цилиндрическим червяком - с глобоидным червяком По форме профиля резьбы червяка - архимедов червяк - конволютный червяк - эвольвентный червяк По направлению линии витка червяка с правым с левым направлением нарезки с нижним с боковым с верхним расположением червяка
7.3 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Классификация, достоинства, недостатки, области применения Передаточное число КПД червячной передачи зависит от числа заходов червяка: z 1 = 1 … 4 η = 0,7…0,9 u = 10…60 (80); в силовых червячных передачах в приборах и делительных механизмах u - до 300 и более
7.4 Достоинства передачи: 1) плавность и бесшумность работы; 2) компактность и сравнительно небольшая масса; 3) возможность большого редуцирования; 4) возможность самоторможения; 5) большая кинематическая точность. Недостатки: 1) сравнительно низкий КПД; 2) повышенный износ и склонность к заеданию; 3) применение для колес дорогих антифрикционных материалов; 4) повышенные требования к точности сборки. Достоинства и недостатки, ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
7.5 Геометрические параметры ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
7.6 СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Окружная сила на колесе Радиальные силы Осевая сила на колесе
8.1 МЕХАНИКА 8.1. Виды разрушения и критерии работоспособности червячных передач. 8.2. Материалы и допускаемые напряжения. 8.3 Расчет червячных передач на прочность по контактным напряжениям и по напряжениям изгиба. 8.4. Тепловой расчет червячных передач. 8.5. Расчет вала червяка на жесткость МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА Червячные передачи
8.2 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ ВИДЫ РАЗРУШЕНИЯ ЗУБЬЕВ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС. КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ Критерии работоспособности и расчета: Расчет на контактную прочность зубьев - основной. Расчет на изгибную выносливость зубьев – проверочный Основные виды разрушений и повреждений в червячных передачах: износ и заедание
8.3 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ Материал венца червячного колеса Оловянистые бронзы 5...25 м/сек Скорости скольжения Безоловянистые бронзы 2...5 м/сек Серый чугун не более 2 м/с Материал червяка цементируеме стали (20Х, 18ХГТ) среднеуглеродистые стали (45, 40ХН) с поверхностной закалкой Твердость поверхности
8.4 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Допускаемые напряжения изгиба : по эмпирическим формулам в зависимости от материала венца червячного колеса и характера нагрузки Допускаемые контактные напряжения : для оловянистых бронз - из условия сопротивления усталостному выкрашиванию для твердых бронз и чугунов - из условия сопротивления заеданию (или по эмпирическим формулам). МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
8.5 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ Условие контактной прочности : Условие прочности зуба на изгиб: .
8.6 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ. РАСЧЕТ ВАЛА ЧЕРВЯКА НА ЖЕСТКОСТЬ Условие теплового баланса по температуре масла в картере редуктора: Способы искусственного охлаждения : 1) увеличение поверхности редуктора; 2) обдув корпуса воздухом; 3) установка в корпусе водяного охлаждения; 4) применение циркуляционных систем смазок. Условие жесткости вала червяка по величине прогиба:
10.1 МЕХАНИКА 10.1. Классификация, достоинства, недостатки, области применения. 10.2.Силы и напряжения в ремне. 10.3 Критерии работоспособности ременных передач. 10.4. Конструкции основных элементов ременных передач МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
10.2 РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ По виду ремня различают ременные передачи: круглоременные плоскоременные клиноременные поликлиноременные зубчатые Передаточное отношение ременных передач:
10.3 РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ Достоинства ременных передач 1) возможность передачи энергии на значительные расстояния: (6…5 м); 2) простота и низкая стоимость конструкции; 3) плавность и бесшумность хода, способность смягчать удары и предохранять от перегрузок при буксовании; 4) возможность работы в широком диапазоне скоростей (до 100 м/с) и мощностей ( от долей киловатта до сотен киловатт ) 5) простота обслуживания и ухода; 6) относительно высокий КПД: 0,91…0,98;
10.4 Недостатки: РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ 1) непостоянство передаточного отношения вследствие упругого скольжения, меняющегося в зависимости от нагрузки; 2) относительно большие габариты передачи и невысокая долговечность ремня (особенно в быстроходных передачах); 3) вытягивание ремня в процессе эксплуатации передачи приводит к необходимости установки дополнительных устройств (натяжной ролик); 4) большие нагрузки на валы и их опоры (подшипники).
10.5 СИЛЫ И НАПРЯЖЕНИЯ В РЕМНЕ РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ - сила предварительного натяжения ремня сила в ведущей ветви сила в ведомой ветви сила давления на валы - окружная сила - центробежная сила:
10.6 НАПРЯЖЕНИЯ В РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧЕ6Е РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
10.7 Критерии работоспособности ременных передач: РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ тяговая способность ремня долговечность ремня площадь поперечного сечения ремня: число пробегов ремня: для плоских ремней для клиновых ремней
10.8 РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ Детали ременных передач Клиновые ремни кордтканевые корд-шнуровые Резинотканевые плоские ремни спирально завернутые нарезные послойные
11.1 МЕХАНИКА 11.1. Преимущества, недостатки, области применения. 11.2. Основные геометрические соотношения. 11.3 Конструкции основных элементов цепных передач. 11.4. Критерии работоспособности и расчета цепных передач МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Модуль 3 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
11.2 ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Преимущества, недостатки, области применения Достоинства: 1) могут передавать движение на значительные расстояния (до 8 м); 2) более компактны (по сравнению с ременными), 3) могут передавать большие мощности до до 100 кВт; 4) меньшие силы, действующие на валы значительно; 5) отсутствует проскальзывание; 6) могут передавать движение одной цепью нескольким звездочкам Недостатки: 1) значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление. 2) сравнительно быстрый износ шарниров цепи (затруднителен подвод смазки); 3) удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует применения натяжных устройств
11.3 ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Основные геометрические соотношения Основной параметр передачи - шаг цепи t, мм Оптимальное межосевое расстояние из условий долговечности цепи: Передаточное отношение цепной передачи Среднее значение КПД цепной передачи
11.4 ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Конструкция основных элементов цепной передачи Втулочно-роликовая цепь (Втулочная цепь) Зубчатая цепь
11.5 ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Критерии работоспособности и расчета Основной причиной потери работоспособности цепных передач является износ шарниров цепи Основной критерий работоспособности цепных передач - долговечность цепи Для увеличения долговечности цепной передачи увеличивают число зубьев меньшей звездочки до Максимальное число зубьев большой звездочки: 1) для втулочной цепи 2) для роликовой 3) для зубчатой
