Общий алгоритм синтеза зубчатой передачи

Рассмотрим принципиальную схему расчёта, изображённую в виде блок-схемы на рис. 11.2.

Исходными данными (блок 1) для расчёта зубчатой передачи являются числа зубьев z₁ шестерни и z₂ колеса, модуль m, а также может быть задано межосевое расстояние a_W .

Величины межосевого расстояния a_W и модуля m выбираются в зависимости от передаваемых нагрузок, материалов деталей и определяются из условия контактной прочности боковых поверхностей зубьев. В курсе теории механизмов выбор материалов деталей и допускаемых напряжений не проводят, так как эти вопросы рассматриваются в курсе «Детали машин».

Форма зубьев зубчатого колеса зависит от формы режущего инструмента, который применяется при изготовлении этого колеса. Поэтому геометрические параметры зуборезного инструмента также относятся к исходным данным при проектировании передачи. На рис. 10.3 изображён ИПК эвольвентной цилиндрической зубчатой передачи, а в таблице 10.1 приведены названия, обозначения и численные значения параметров ИПК для профиля зубьев с коэффициентом высоты головки зуба h*_a = 1.

После анализа исходных данных необходимо определить делительное межосевое расстояние а (блок 2). Затем сравниваются между собою заданное межосевое расстояние а_W и делительное межосевое расстояние а. Если в условиях синтеза оговорено, что а_W = а, или величина а_W не задана, то необходимо перейти к выбору коэффициентов смещения х₁ и х₂ (блок 4). Если числа зубьевколёс z₁ и z₂ позволяют выбрать коэффициенты смещения х₁ и х₂ так, чтобы выполнялось условие х₁ = - х₂(блок 5), то проектируемая передача будет являться равносмещённой, у которой угол зацепления a_W равен углу профиля a, т. е. a_W = a = 20°, и межосевое расстояние a_W равно делительному межосевому расстоянию a, т.е. а_W = a (блок 6). В случае х₁ ¹ - х₂ после сравнения коэффициентов смещения необходимо перейти к определению угла зацепления a_W и межосевого расстояния a_W (блок 7), которые будут отличаться от угла a и расстояния а соответственно. При этом угол зацепления a_W можно определить по значению его эвольвентной функции по таблице 11.1. Например, значению inva_W = 0,0353соответствует угол a_W = 26^о20¢ или a_W = 26,33^о.

Таблица 11.1

Значения эвольвентной функции inva = q = tga - a

Вернёмся к блоку сравнения величин a_W и а (блок 3). Если межосевое расстояние a_W задано и отличается от величины а, то после блока сравнения 3 производится определение угла зацепления a_W (блок 9), затем вычисляется коэффициент суммы смещений x_å (блок 10), который затем разбивается на отдельные коэффициенты смещения х₁ и х₂ для шестерни и колеса (блок 11).

Таким образом, после выполнения операций, указанных в блоках 5, 6, 7 или 11, становятся определёнными: коэффициенты смещения х₁ для шестерни и х₂ для колеса, межосевое расстояние a_W и угол зацепления a_W.

Следующим этапом проектирования передачи является определение геометрических параметров передачи и каждого из колёс (блок 12). Здесь определяются радиусы начальных окружностей колеса и шестерни r_W1 и r_W2 , коэффициенты воспринимаемого у и уравнительного Dу смещения, радиусы окружностей вершин зубьев r_a1 и r_a2 , радиусы окружностей впадин r_f1 и r_f2, радиусы основных окружностей r_b1 и r_b2, толщина зубьев s₁ , s₂ и ширина впадин е₁ , е₂ по делительной окружности каждого колеса, углы профиля зуба в точке на окружности вершин a_а1 и a_а2, радиус кривизны r_f переходной кривой профиля зуба.

Последним этапом синтеза зубчатой передачи является вычисление и проверка показателей качества зацепления (блок 13). Качественные показатели позволяют оценить зубчатую пере­дачу по плавности, непрерывности взаимодействия зубьев и бес­шумности зацепления, возможности износа и прочности зубьев.

К геометрическим показателям качества зацепления относят следующие параметры.

1. Отсутствие подрезания зуба. Подрезание ножки зуба уменьшает толщину зуба у корня, снижает изгибную прочность зуба, а иногда снижает величину коэффициента перекрытия. Подрезание отсутствует, если коэффициенты смещения х₁ и х₂ больше коэффициентов наименьшего смещения х_1min и х_2min , т. е. х₁ ³ х_1min и х₂ ³ х_2min . Величины х_1min и х_2min определяются по формулам:

х_1min = (17 - z₁) / 17 и х_2min = (17 - z₂) / 17 .

2. Отсутствие заострения зуба. В зависимости от величины передаваемых нагрузок и материалов, из которых изготавливаются зубчатые колёса, наименьшая толщина зуба s_a на окружности вершин не должна быть менее (0,1… 0,4) m. Для большинства случаев удовлетворительным считается соотношение s_a ³ 0,3m.

3. Коэффициент перекрытия. Величина коэффициента перекрытия e_a зубчатой передачи характеризует непрерывность и плавность зацепления в работе. Каждая последующая пара зубьев должна войти в зацепление ещё до того, как предыдущая пара выйдет из зацепления. Минимально допустимым значением коэффициента перекрытия является e_a = 1,05, которое обеспечивает непрерывность процесса зацепления с запасом 5 % , т. е. для удовлетворительной работы передачи необходимо выполнение условия e_a ³ 1,05.

4. Отсутствие интерференции зубьев. При наличии интерференции траектория относительного движения кромки зуба одного колеса накладывается на переходную кривую второго колеса. Это приводит в реальной передаче к её заклиниванию. Интерференция отсутствует, если радиус кривизны r_р активного профиля зуба в нижней точке больше радиуса кривизны r_l в граничной точке профиля зуба, т. е. r_p ³ r_l .

Дата добавления: 2014-04-19; просмотров: 564; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!