Kartiovaihteen laskenta. Kartiovaihteiden laskenta

Venäjän federaation rautatieministeriö

Henkilöstö- ja koulutuslaitosten osasto

Samaran osavaltion rautatieakatemia

Mekaniikan laitos

Kartiovaihteen laskenta

Kurssin metodologiset ohjeet

"Koneiden yksityiskohdat ja suunnittelun perusteet"

Erikoisalan opiskelijoille 150700 - Veturit

150800 - Vaunuja

170900 - nosto ja kuljetus,

rakentaminen ja

maantieautot ja

laitteet

181400 - Sähkökuljetus

rautatiet.

Kokoonpano: Tolstonogov A.A.,

Globenko E.V.,

Nazarova N.V.,

Zharkov M.S.

Samara 2004

Ohjeet laskennan ja graafisen työn toteuttamiseen sekä kurssiprojekti "Koneen osat ja suunnittelun perusteet" erikoisalojen opiskelijoille 150700, 150800, 170900 / Kokoonpannut Tolstonogov A.A., Globenko E.V., Nazarova N.V., Zharkov M. .FROM. Samara, SamGAPS, 2004.- 24 s.

Hyväksyttiin osaston kokouksessa, pöytäkirja nro 3. päivätty 13. lokakuuta 2004

Julkaistu Akatemian toimitus- ja julkaisuneuvoston päätöksellä.

Kokoonpano: Andrey Arlenovich Tolstonogov,

Globenko Jevgeni Viktorovich,

Nazarova Nadezhda Vladimirovna,

Žarkov Mihail Sergeevich.

Arvostelijat: OKM SSAU:n laitoksen apulaisprofessori Vasin V.N.,

Mekaniikan laitoksen professori SamIIT Yankovsky V.V.

Toimittaja: Shimina I.A.

Allekirjoitettu tulostettaviksi 33.33.2002 Muoto 60x84 1,16

Kirjoituspaperi. Tulos uuni l

Levikki 100 kappaletta. Tilausnumero.

© Samaran osavaltion viestintäakatemia, 2004.

1. Kartiohammaspyörän laskentamenetelmä 5

Materiaalin valinta hammaspyörät 5

Sallittujen jännitysten määrittäminen 5

Hampaiden lukumäärän ja välityssuhteen määrittäminen 6

Pyörän ulkohalkaisijan määrittäminen 7

Vaihteen geometristen parametrien laskenta 8

Kosketinjännitysten tarkistuslaskenta

hampaiden työpinnoilla 9

Voimien määritys kartiovaihteistossa 10

Hampaiden kestävyyden testilaskenta

taivutusjännitysten avulla 10

Kuva 7

On suositeltavaa suorittaa kartiohammaspyörien laskenta keskittyen luvussa 7 annettuihin riippuvuuksiin sylinterimäiset pyörät. Kosketusjännitysten laskeminen on sallittua yksinkertaistetun kaavan mukaan:

missä R on keskimääräinen kartioetäisyys R = Re -0,5b. Re on ulkokartion etäisyys. Kuormituskertoimen KN oletetaan olevan sama kuin hammaspyörien kohdalla, jos tarkkuusaste viisteiset pyörät yksi yksikkö korkeampi kuin sylinterimäinen. T 2 - vääntömomentti pyörässä (N mm); b on hammaspyörän leveys.

Suunnittelulaskenta alkaa määrittämällä pyörän ulkohalkaisija:

Hammaspyörästöille K d = 99, pyörille, joissa on pyöreät hampaat K d = 86.

Taulukko 15

Kaavat hammaspyörien geometrian laskemiseen

Parametrit	Nimitys	Kaava
Pitkä ulkohalkaisija		(3,29)
Ulkoinen kartioetäisyys	Re
Rengaspyörän leveys	b
Keskimääräinen kartioetäisyys	R
Keskipiirin moduuli	m
Keskimääräinen nousuhalkaisija	d
Jakokartion kulma		;
Ulkoisen hampaan korkeus	h e
Pään ulkokorkeus	h ae
Jalkojen ulkokorkeus	hfe
Hampaan pään kulma
Hampaan pedicle-kulma
Hampaiden kärkien ulkohalkaisija	dae

Kaavalla (8.2) saadut arvot d e 2 pyöristetty (mm) GOST 12289-76: 50 mukaisesti; (56); 63; (71); 80; (90); sata; (112); 125; (140); 160; (180); 200; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600.

Arvot ilman sulkuja ovat suositeltavia.

Välityssuhteiden U nimellisarvot tulisi mieluiten pyöristää GOST 12289-76: 1:n mukaisesti; (1,12); 1,25; (1,40); 1,6; (1,8); 2; (2,24); 2,5; (2,8); 3,15; (3,55); 4,0; (4,5); 5,0; (5,6); 6.3.

Arvot ilman sulkuja ovat suositeltavia. Todellinen poikkeama ei saa ylittää 3 %.

Vaihdelaatikoita suunniteltaessa suositellaan käytettäväksi vaihdevanteen leveyden suhdetta.

Kerroin K Hβ alustavasti hyväksytty pyörille, joiden hammaspinnan kovuus HB on alle 350 1,2-1,35; kovuus HB yli 350 1,25 - 1,45 (katso osa 7).

pyörän hampaiden lukumäärä Z 2 \u003d Z 1 U.

Koska hampaiden lukumäärän löydetyt arvot pyöristetään lähimpään kokonaislukuun, on tarpeen selventää suhde U = Z2/Z1 ja kulma δ 2 \u003d kaari tg u.

Ulkoisen piirin moduuli minä pyöristystä ei vaadita.

Kartiohammaspyörän hampaiden taivutusjännitysten kestävyyden tarkistaminen suoritetaan kaavan mukaan:

missä F- kuormituskerroin taivutuksen laskennassa, valittu samalla tavalla kuin sylinterimäisille pyörille. F t- kehävoima, jonka katsotaan kohdistuvan tangentiaalisesti keskimmäiseen nousuympyrään F t \u003d 2T 2 /d 2;

Y F- hampaiden muototekijä (katso kohta 7), joka valitaan vastaavan hampaiden lukumäärän mukaan (kierrehammaspyörät); ξ F ≈ 0,85 on kartiohammaspyörien kantokyvyn vähennyskerroin verrattuna lieriömäisiin hammaspyöriin; m on keskimääräinen laskettu sitoutumismoduuli. Sallittu jännite valitaan samalla tavalla kuin sylinterimäiset vaihteet(katso kohta 7).

Laskelma suoritetaan, kuten sylinterimäisille vaihteille, pyörälle, jonka suhde on pienempi.

Kierukkavaihteiden laskenta

Kierukkavaihteita käytetään tapauksissa, joissa veto- ja vetoakselin geometriset akselit leikkaavat (yleensä suorassa kulmassa). Madon muodon mukaan erotetaan hammaspyörät, joissa on sylinterimäiset ja globoidiset (koverat) matot. Ensimmäiset puolestaan ​​on jaettu hammaspyöriin, joissa on Arkhimedean-, kierre- ja kierremadot. Tässä huomioidaan vain hammaspyörät, joissa on arkhimedealaiset matot (aksiaalisessa leikkauksessa kelan profiili on puolisuunnikkaan muotoinen; loppuosassa käämit ääriviivat arkhimedoksen spiraalilla). Kierukkavaihteet valmistetaan vaihteiston muodossa, harvemmin auki.

välityssuhde matovaihteisto: , missä z2- hampaiden lukumäärä matopyörä; z t- madon kierrosten (käyntien) määrä.

GOST 2144-76 (kierukkavaihteet sylinterimäiset) mukaan tarjotaan kaksi riviä välityssuhteita u sisällä 8-80, suoritetaan klo Z1= 1,2 tai 4 (madot, joissa Z1= 3 eivät sisälly GOST:iin) ja Z2 = 30-80:

1. rivi: 8; 10; 12,5; 16; kaksikymmentä; 25; 31,5; 40; viisikymmentä; 63; 80;

2. rivi: 9; 11,2; neljätoista; kahdeksantoista; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.

Käännösten määrän kasvaessa Z1 matokelan korkeuskulma kasvaa ja siirtoteho kasvaa. Kertakäynnistysmatojen käyttöä ei suositella, ellei se ole ehdottoman välttämätöntä. On suositeltavaa nimittää: Z1= 4 klo u = 8-; -15, Z1= 2 klo u= 15-; -30 ja Z1= 1 klo u >30.

Joissakin tapauksissa on suositeltavaa suorittaa kaksi voimansiirtolaskelmaa rinnakkain eri määrälle pyöränhampaita ja kierukkakierteitä ja valita sitten saatujen mittojen ja voimansiirron tehokkuuden perusteella paras vaihtoehto. Esimerkiksi milloin u= 16, laskelmat tulee tehdä ottaen Z1 = 2, Z2 = 32 ja Z1 = 4, Z2 = 64(koulutusprojekteissa voit sallia Z 1 = 3 ja Z 2 = 48).

8.5.1. Lähetyksen perusparametrit

Jäljempänä tarkastellaan hammaspyöriä ilman siirtymää Arkhimedeen kierteellä, jonka profiilikulma aksiaalisessa poikkileikkauksessa a = 20 ◦ . Tärkeimmät lähetysparametrit on esitetty taulukossa 16.

Mato. Madon päämittojen merkinnät on esitetty kuvassa. 8. Madon arvioidun nousun välinen suhde R 1, moduuli m ja madon kelan kulku Pz 1 ilmaistaan ​​kaavalla:

Mattoja, joiden leikkaussuunta on vasen, ei saa käyttää ilman erityistä syytä. Madon jakohalkaisija, joka vastaa korjaamattomissa vaihteissa alkuhalkaisijaa, otetaan madon aksiaalisen moduulin kerrannaiseksi:

Missä q = d1/m– madon halkaisijakerroin

Kierukkakäämin jakokulma γ liittyvä z1 Ja q suhde

Laske yksivaiheisen yleisvaihteiston kartiohammaspyörä, jos vaihteen välittämä teho on P 1 \u003d 5 kW; vaihteen kulmanopeus ω 1 \u003d 105 rad/s (n 1 \u003d 1000 min -1); pyörän nopeus ω 2 \u003d 34 rad/s (n 2 \u003d 325 min -1). Vaihteiston kuormitus on vakio. Käyttöikä 15 000 h.

Ratkaisu.

Siirtoa varten tarjoamme involuutiokytkennän ilman siirtymää. Koordinoimme pääparametrit GOST 12289-76:n kanssa. Määritämme hammaspyörille saman materiaalin, lämpökäsittelyn ja tarkkuusasteen kuin lieriömäisen hammaspyörän laskentaesimerkissä.

Välityssuhde (välityssuhde) kaavan mukaan

Hyväksy standardin GOST 12289-76 mukaisesti u = 3,15.

Laske hammaspyörän hampaiden kosketuslujuus. Määritä vaihteen alkuperäinen keskimääräinen halkaisija dwm1 kaavan mukaan



Tätä varten laskemme tähän kaavaan sisältyvien määrien arvot. Vaihteen välittämä vääntömomentti:



Kerroin ψbd = 0,4. klo ψbd = 0,4 ja hampaiden pinnan kovuus HB460(katso esimerkki lieriömäisen hammaspyörän laskemisesta) käyrän 1a mukaan kerroin K Hβ = 1,4.

Hampaiden pintojen kosketuskestävyyden raja σ H lim b = 1014 MPa(katso esimerkki). Turvallisuus tekijä s H = 1,1; kerroin ZR = 0,95; kerroin Z v = 1. Stressijaksojen perusmäärä N H0 \u003d 70 × 10 6. Vastaava rasitusjaksojen lukumäärä vaihteelle kaavan mukaan

Asenteen vuoksi N HE /N H0 \u003d 900 × 10 6 / (70 × 10 6)≈11 käyrän mukaan (kuva 1) kestävyyskerroin K HL =0,9

.

Riisi. yksi

Sallittu kosketusjännitys kaavan mukaan

Vaihteen keskimääräinen halkaisija d m1 = d wm1 = 76 mm. Suoritetaan hampaiden todentamislaskenta taivutusta varten kaavan mukaan



Lasketaan alustavasti tähän kaavaan sisältyvien määrien arvot. Laskemme taivutuksen hampaat vaihteen mukaan, koska sen hampaat pohjassa ovat ohuempia kuin pyörän hampaat.

Hammaspyörän hampaiden lukumäärä z1 = 20. Pyörän hampaiden lukumäärä kaavan mukaan

Keskimääräinen hammasmoduuli kaavan mukaan

Hammaspyörän jakokartioiden kaltevuuskulmat δ1 ja pyörät δ2 kaavan mukaan

Näin ollen δ 1 \u003d 17 ° 40 ′ Ja δ 2 \u003d 72 ° 20 ′. Hammaspyörän vanteen leveys kaavan mukaan

Hammasmoduuli m(ulompi kehäjako) kaavalla



GOST 9563-60 (ST SEV 310-76) mukaan hyväksymme m = 4 mm Keskimmäinen moduuli

Alkuperäinen keskimääräinen vaihteen halkaisija kaavan mukaan

Siirtonopeus kaavan mukaan

Vastaava hammaspyörän hampaiden lukumäärä kaavan mukaan

Riisi. 2

Kaavion (kuva 2) mukaan hampaiden muodon kerroin YF = 4. Hampaiden pinnan kovuus HB460 Ja ψbd = 0,4 kaavion 1a (kuva 3) mukaan KFp = 1,7; dynaaminen kuormituskerroin K Fv = 1,1(Katso taulukko). Kerroin ψ m kaavan mukaan

Riisi. 3

Määritetään hammaspyörän hampaiden sallittu taivutusjännitys [σF] kaavan mukaan



Tätä varten laskemme tähän kaavaan sisältyvien määrien arvot. Hampaiden kestävyysraja taivutuksessa σ Flim b =580 MPa(katso taulukko); turvallisuus tekijä s F = 1,7; kerroin KFc=1; stressijaksojen perusmäärä N F0 = 4 × 10 6. Vastaava määrä stressijaksoja N FE \u003d N HE \u003d 900 × l0 6. Koska N F0 = 900 × 10 6 > N F0 = 4 × 10 6, sitten kestävyystekijä KFL=1.

Hammaspyörän hampaiden sallittu taivutusjännitys kaavan mukaan

Tehdään hammaspyörän hampaiden tarkastuslaskelma taivutusta varten kaavan mukaan

Siksi voimansiirron hampaat ovat melko vahvoja taivutukseen.

Vaihteen ulkohalkaisijat d e1 ja pyörät d e2 kaavan mukaan

GOST 12289-76:n mukaan lähin standardiarvo d e2 = 250 mm ja siten d e2 = 252 mm vastaa GOSTia.

Kruunun hampaiden leveys GOST:n mukaan b = 38 mm.

Määritä hampaiden koko. GOST 13754-81 (ST SEV 516-77) hampaiden pään korkeuskertoimen mukaan h•a=1 ja hampaiden säteittäisen välyksen kerroin c • =0,2.

Hampaiden pään korkeus

Hampaan juuren korkeus

Hampaiden korkeus

Topien ulkohalkaisija dae ja reiän halkaisija dfe kaavojen mukaan:
varusteita varten


pyörää varten

Pietarin valtion teknologinen instituutti

(teknillinen korkeakoulu)

Kemiantekniikan teoreettisten perusteiden laitos

kartiohammaspyörät

Pietari

Johdanto

3. Välityssuhde

4. Kiinnitä kartiohammaspyörä vastaavaan hammaspyörään

Johtopäätös

Johdanto

kartiomainen hammaspyörät käytetään akselien välisissä hammaspyörissä, joiden akselit ovat kulmassa. Tärkeimmät sovellukset ovat hammaspyörät, joiden akselit leikkaavat 90° kulmassa, eli ortogonaaliset hammaspyörät, joita käsitellään alla. Vaihteita, joiden keskikulma ei ole yhtä suuri kuin 90°, käytetään harvoin näitä vaihteita kantavien korin osien muotojen ja valmistustekniikan monimutkaisuuden vuoksi, vaikka vaihteen keskikulmalla ei ole merkitystä itse pyörien valmistuksessa. Akselien akselien leikkaus vaikeuttaa tukien sijoittamista. Yksi kartiomaisista pyöristä sijaitsee pääsääntöisesti ulokkeessa. Tämä lisää kuormituksen epätasaista jakautumista hampaan pituudella. Kartiomaisessa kytkennässä vaikuttavat aksiaaliset voimat, joiden läsnäolo vaikeuttaa tukien suunnittelua. Kaikki tämä johtaa siihen, että kokeellisten tietojen mukaan kartiomainen kantavuus kannenvaihde on vain noin 0,85 sylinterimäinen. Huolimatta havaituista puutteista sekä siitä, että kartiohammaspyörät on vaikeampi valmistaa ja asentaa kuin lieriömäisiä hammaspyöriä, kartiohampaita käytetään laajalti, koska mekanismien sijoitteluolosuhteiden mukaan akselit on usein sijoitettava kulma. Kartiohammaspyörät valmistetaan suorilla, tangentiaalisilla, pyöreillä ja muilla kaarevilla hampailla

Spur-kulmapyöriä tulee käyttää pienillä kehänopeuksilla (jopa 2 ... 3 m / s), koska se on helpoin asentaa (sallittu 8 m / s asti). Suuremmilla nopeuksilla on suositeltavaa käyttää pyöreähampaisia ​​pyöriä, koska ne tarjoavat tasaisemman kytkennän, vähemmän melua, suuremman kantavuuden ja ovat teknisesti edistyneempiä. Hampaat käsitellään erikoiskoneilla viistepyörien leikkaamiseen. Massa- ja suurtuotannossa viistepyöriä ei hioa, vaan ne rajoittuvat hiontaan, koska hampaita leikattaessa on mahdollista kompensoida myöhempiä kovettumismuodonmuutoksia. Kartiovaihteissa on mahdollisuus hammaspyörien aksiaaliseen säätöön, jotta varmistetaan hampaiden oikea kosketus asennuksen aikana. Kartiohammaspyörien, joissa on lisääntynyt akselien kohdistusvirhe (johtuen ulokejärjestelystä, akselien ja koteloiden riittämättömästä jäykkyydestä), voidaan hieman lisätä jopa pyöreähampaisiin hammaspyöriin verrattuna, joiden hampaat ovat kaksoiskuperia ja koveria. Hammaspyörän hampaiden molemmat puolet on leikattu kuperaksi ja pyörät ovat koverat. Vahvistus johtuu siitä, että hammasparin ominaisjäykkyys ei muutu hampaiden pituudella eikä kosketuskohta siirry, kun akselit muuttuvat.

1. Geometriset parametrit kartiohammaspyörät

Viistepyörien geometriset laskelmat ovat samanlaisia ​​kuin sylinterimäisten pyörien. Kartiohammaspyörän hampaat muodostetaan rullaamalla suoralla hammasprofiililla litteällä pyörällä samalla tavalla kuin lieriömäisten hammaspyörien hampaat muodostetaan kiskolla rullaamalla. Litteän pyörän hampaiden lukumäärä

(voi olla murto-osa). Lieriömäisten pyörien alku- ja jakamissylintereiden sijasta kartiopyörissä otetaan käyttöön käsitteet: alku- ja jakokartio, jotka pääsääntöisesti ovat samat, koska kulmakorjausta ei käytännössä käytetä kartiopyörissä. Päätyosina leikkeitä pidetään lisäkartioiden pinnoilla, eli kartioilla, joiden akselit osuvat pyörän akseliin ja generaattorit ovat kohtisuorassa jakokartion generaattoreihin nähden. Käytetään käsitteitä ulkoinen ja sisäinen lisäkartio (rajoittavat rengaspyörää) ja keskimääräinen lisäkartio. Kartiohammaspyörien hampaiden todelliset profiilit ovat hyvin lähellä kuvitteellisten vastaavien sylinterimäisten hammaspyörien profiileja, joiden jakoympyröiden säteet ovat yhtä suuria kuin lisäkartioiden generatrixin pituudet. Kartiohammaspyörän hampaat suorittavat kolme muotoa osien koon muutoksen mukaan pituussuunnassa.

Aksiaalinen muoto I - normaalisti laskevat hampaat; jako- ja sisäkartion kärjet osuvat yhteen (a). Tätä muotoa käytetään kartiohammaspyörille, joissa on suorat ja tangentiaaliset hampaat, ja se on myös rajoitettu hammaspyöriin, kun

Ja

Aksiaalinen muoto II(b) - sisäkartion yläosa sijaitsee siten, että pyörän ontelon pohjan leveys on vakio ja hampaan paksuus jakokartiota pitkin kasvaa etäisyyden kasvaessa yläosasta. Tämän muodon avulla voit käsitellä pyörän hampaiden molempia pintoja yhdellä työkalulla kerralla. Siksi se on tärkein pyöreähampaisilla pyörillä, jota käytetään laajalti massatuotannossa.

Aksiaalinen muoto III (c) - yhtä korkeat hampaat; jako- ja sisäkartion generaattorit ovat yhdensuuntaiset. Tätä muotoa käytetään pyöreisiin hampaisiin

, erityisesti keskimääräisillä 75-750 mm:n kartioetäisyyksillä. Muoto II ja III saadaan siirtämällä syvennysten kartion yläosaa ja jakokartion yläosaa (b, c). Katso lisätietoja GOST 19326-73:sta.

Kartiovaihteissa on kätevä mitata, ja siksi aseta hampaiden koko ulkoiseen lisäkartioon. Hammaspyörissä, joissa on muotoa I, käytetään yleensä kehämoduulia

ulkopäässä. Hammaspyörissä, joiden hampaat ovat muotoa II ja III, normaalimoduulia käytetään edullisesti hammaspyörän vanteen leveyden keskellä. Pyöreät hampaat leikataan ei-modulaarisella työkalulla, joka mahdollistaa hampaiden leikkaamisen tietyissä moduuleissa. Siksi on sallittua käyttää lähetyksiä ei-standardi- ja murtomoduuleilla.

Moduulien välinen suhde

ja seuraavat: - ulompi kartioetäisyys Hammaslinjan kaltevuuskulma valitaan ottaen huomioon, että lisäys parantaa kiinnittymisen sujuvuutta, mutta samalla lisää vaivaa. Pyöreillä hampailla = 35 ° käytetään pääasiassa ja tangentiaalisella 20 ... 30 °, yleensä kulma valitaan 5 °: n kerrannaiseksi. Pienin sallittu hampaiden määrä näkyy taulukossa: . ja pyörät, hammaspyörän hampaiden lukumäärä on suositeltavaa valita seuraavien kaavioiden mukaan vaihteen ulkohalkaisijan mukaan, kovuus ja< 350 НВ выбранные значения увеличивают в 1,6 раза; при и увеличивают в 1,3 раза. Основные геометрические соотношения в конических передачах приведены далее. Корригирование конических зацеплений по сравнению с цилиндрическими имеет следующие особенности. Область целесообразного применения высотной коррекции конических зацеплений расширена. Наоборот, угловая коррекция, при которой сумма смещений исходного контура для колес не равна нулю, весьма трудно осуществима из-за необходимости сохранить заданный межосевой угол, поэтому ее практически не применяют. Для конических зацеплений, в отличие от цилиндрических, при u>2.5, on kätevää soveltaa ns. tangentiaalista korjausta, joka koostuu hammaspyörän hampaan paksuntamisesta ja vastaavasti pyörän hampaan ohentamisesta. Viistepyörien tangentiaalinen korjaus ei vaadi erikoistyökalu, koska se saadaan kasvattamalla etuhampaita, jotka käsittelevät hampaiden vastakkaisia ​​puolia. Sylinterimäisille pyörille tangentiaalista korjausta ei käytetä, koska se vaatii erikoistyökalun. Suoran, tangentiaalisen ja pyöreän kartiohammaspyörän päämitat:

2. Voimat kartiovaihteissa

Voimien kehäkomponentti, joka viittaa jakoympyrän kruunun keskimääräiseen leveyteen

,

Spur-kulmapyörät

Koska kartiohammaspyörät, joissa on suorat ja epäsuorat hampaat, eivät käytä kulmakorjausta, kytkentäkulma on yhtä suuri kuin työkaluprofiilin kulma. Voima, joka työntää hampaita

toimii yz-tasossa. Analogisesti sylinterimäisten pyörien kanssa

Voimien komponentit pitkin y- ja z-akselia (b on alkukartion kulma), vastaavasti, ovat yhtä suuret:

Kokonaisvoima, joka on normaali akselin akseliin nähden (xy-tasossa):

Viistot pyörät tangentiaalisilla ja kaarevilla hampailla.

On kätevää harkita kahta suunnittelutapausta, jotka eroavat hampaisiin kohdistuvien voimien yksittäisten komponenttien suunnasta.

Tapaus 1. Vahvuus

normaalissa hampaan linjassa (makaa tasossa, joka tangentti jakokartiota), on projektio jakokartion generatrixissa, joka on suunnattu sen yläosasta.

Voima, joka työntää hampaita erilleen, normaalisti jakokartion generatrixin kanssa (analogisesti sylinterimäisten pyörien kanssa):

Voimakomponentti

, suunnattu jakokartion generatrixia pitkin,

Voimakomponentit pitkin y- ja z-koordinaattiakseleita määritellään voimaprojektioiden algebralliseksi summaksi

ja näillä akseleilla:

Tapaus 2. Vahvuus

, joka on normaali hampaan linjaan nähden, on projektio alkukartion generatrixissa, joka on suunnattu sen yläosaan. Tältä osin aiemmissa kaavoissa toiset termit kääntävät merkkinsä. Aksiaalisen voiman suunta kartion yläosaan on ei-toivottava, koska vaihteisto voi juuttua huomattavien aksiaalisten välysten vuoksi laakereissa. On helppo kuvitella, että vaihteessa vaihteeseen kohdistuva säteittäinen voima on absoluuttisesti yhtä suuri kuin pyörään kohdistuva aksiaalinen voima ja vaihteeseen kohdistuva aksiaalinen voima on yhtä suuri kuin pyörään kohdistuva radiaalinen voima.

Määritettäessä akseleihin ja akseleihin vaikuttavia voimia kitkavoimat huomioon ottaen lähtökohtana on asema, jossa hampaiden välinen vuorovaikutuksen kokonaisvoima on vinossa liukutasossa kitkakulmassa suhteessa yhteiseen normaaliin. hampaiden pintaan. On mahdollista käyttää kaavoja, joissa kiinnityskulmia on lisätty kitkakulmilla. Samalla saadaan tarkat riippuvuudet hammaspyörille ja likimääräiset, mutta lähellä tarkkoja, epäsuorille vaihteille.

3. Välityssuhde

Kuten lieriömäisten vaihteiden kanssa:

Lisäksi ilmaistamalla d 1 ja d 2 kartioetäisyydellä R ja jakokartioiden kulmilla b 1 ja b 2, saadaan

ja summan kanssa

∑ = b 1 + b 2 = 90 0

4. Kiinnitä kartiohammaspyörä vastaavaan hammaspyörään

Lujuuslaskelmissa käytetään vastaavien pyörien parametreja. Lisäkartiolla varustetun normaalileikkauksen kartiohammaspyörän hampaan muoto on sama kuin lieriömäisen hammaspyörän. Saamme vastaavan sylinterimäisen pyörän lisäkartion kehityksenä - kulman rajoittamana

. Vastaavat pyörän halkaisijat.

Ilmaisemalla halkaisijat z:n ja t:n avulla kirjoitamme

tai vastaavien pyörien hampaiden lukumäärä , .

(Sallii epästandardien moduulien käytön, jos tämä ei liity erikoistyökalun käyttöön)

Johtopäätös

Esitetyn materiaalin tuntemus antaa sinun laskea oikein vaihdejuna kartiomaisilla pyörillä. Emme saa unohtaa, että viistepyöriä on vaikeampi valmistaa ja asentaa kuin sylinterimäisiä, joten niitä tulee käyttää vain, jos se on perusteltua. suunnitteluominaisuuksia ajaa.

Tämän seurauksena ei ole tarpeetonta hahmotella lyhyesti tämän siirron edut ja haitat, koska tämä on tärkein kriteeri, joka määrittää sen valinnan pätevyyden kussakin tapauksessa:

Edut:

tarjotaan mahdollisuus siirtää ja muuntaa pyörimisliikettä risteävien pyörimisakseleiden kanssa olevien linkkien välillä;

mahdollisuus siirtää liikettä linkkien välillä vaihtelevalla keskikulmalla ja sen vaihteluvälillä;

asettelumahdollisuuksien laajentaminen monimutkaisten vaihteiden ja yhdistettyjen mekanismien kehittämisessä.

Haitat:

monimutkaisempi tekniikka kartiohammaspyörien valmistukseen ja kokoonpanoon;

suuret aksiaali- ja taivutuskuormitukset akseleille, erityisesti hammaspyörien ulokejärjestelyn yhteydessä.

kartiomainen hammastettu akseli yksityiskohta

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta

1. Reshetov D. N., Koneen osat: Oppikirja yliopistojen tekniikan ja mekaanisten erikoisalojen opiskelijoille - 4. painos, tarkistettu. ja muita .- M .: Mashinostroenie, 1989.- 496 s: ill.

2. Kudryavtsev V. N., Koneenosien kurssisuunnittelu: Oppikirja yliopistojen tekniikan ja mekaanisten erikoisalojen opiskelijoille.-L., Mashinostroenie, 1984, 400 s.

3. Yakovenko V. A., Luentomuistiinpanot koneenosien kurssista

4. Eremeev V.K., Luentomuistiinpanot koneenosien kurssista

Kartiohammaspyörä (kuva 2.1) koostuu hammaspyörästä 1, jossa on pienempi määrä hampaita z1 ja pyöristä 2, joissa on suuri määrä hampaita z2, joiden suhteellinen liike voidaan esittää vierimisenä ilman, että ne liukuvat toistensa yli. kartiot (aksoidit). Alkukartioiden ja hampaiden sivupintojen leikkausviivoja kutsutaan hampaiden viivoiksi.

Riisi. 2.1. Kartiovaihteiden tyypit:

a - kannus; b - pyöreällä hampaalla (β n > 0);
c - nollatyyppi (pn = 0); d - hypoidi (pn > 0).

Kääntökulmavaihteissa hammaslinjat ovat suoria ja jatkaessaan leikkaavat pyörän akselin (kuva 2.1, a).

Kaarevilla hampailla varustettuja kartiohampaita on kolmea tyyppiä:

pyöreillä hampailla, joissa hammaslinjat näyttävät ympyrän kaarelta, jonka kaltevuuskulma on β n\u003e 0 (kuva 11.1, b);

kaarevilla hampailla (Zerol-tyyppi) ja kaltevuuskulmalla β n = 0 (kuva 11.1, c);

hypoidi, jossa hammaspyörän akselin siirtymä E suhteessa pyörän akseliin ja kaltevuuskulma β n> 0 (kuva 11.1.d).

Pyöreähampaisissa kartiohammaspyörissä on vähintään kaksi hammasta samaan aikaan verkossa, mikä takaa jatkuvan kosketuksen, äänettömän ja hampaan muodosta johtuvan tasaisuuden myös suurilla pyörimisnopeuksilla. Samalla lähetetty teho on 30 % suurempi kuin kääntökulmavaihteiden.

Nollapyörät, kuten viistopyörät, toimivat minimaalisilla aksiaalikuormilla. Ne on helppo hioa lämpökäsittelyn jälkeen, mikä saavuttaa suuren tarkkuuden. Siksi Zerol-tyyppisiä pyöriä käytetään nopeissa vaihteistoissa ( < 76 m/s) käytetään lentokoneteollisuudessa. Ne voidaan asentaa myös käyttöihin, joissa on aiemmin käytetty hammaspyöriä.

Hypoidipyörät, jotka johtuvat hampaiden kaltevuuskulman β n kasvusta ja limityskertoimesta, toimivat tasaisemmin ja hiljaisemmin kuin pyörät, joissa on pyöreät hampaat. Niitä käytetään laajalti autoteollisuudessa, koska vaihteiden ja pyörien akselien siirtymän ansiosta ne mahdollistavat matalalle laskettujen autojen korin suunnittelun.

Riisi. 2.2. Kartiohammaspyörän hampaiden perusmuodot:

I - suhteellisesti laskeva; II - kartioiden yläosien siirtymällä; III - yhtä korkea.

GOST 19325-73:n mukaisesti kartiohammaspyörien aksiaalisessa osassa on kolme hammasmuotoa (kuva 2.2). I-muodossa jakokartioiden ja kourujen huiput osuvat kohdakkain ja hampaan varren korkeus pienenee suhteellisesti ulkopäästä sisäpäähän. Muodossa II jakokartioiden ja onteloiden huiput eivät ole yhtenevät, ja muodossa III jakokartioiden, onteloiden ja kärkien generatrix ovat yhdensuuntaiset (yhtä korkeat hampaat).

Yleensä hammaspyörät valmistetaan muodossa I ja harvemmin muodossa II. Kaarevilla hampailla varustetuilla kartiohampailla voi olla mikä tahansa näistä muodoista. Samalla lomakkeella II voit säätää onteloiden leveyttä ja hampaan paksuutta sen pituudella, jos tämä on tarpeen teknisistä syistä tai pyörän hampaiden lujuuden lisäämisvaatimuksen yhteydessä.

Elementit kartiohammaspyörä ja GOST 19325-73:n mukaiset yksittäisen pyörän pääparametrit on esitetty kuvassa. 2.3. I-muotoisten kartiohammaspyörien kytkentäkaaviossa jakokartion generatriisi sekä vaihteen l ja pyörän 2 yläosien ja kourujen kartiot suppenevat yhteen pisteeseen O (kuva 2.3, a). Tässä on pyörien akselien risteyskulma (10°< Σ < 180°).

Riisi. 2.3. Kartiovaihteet:

a - sitouttamissuunnitelma; b - aksiaaliosan pääparametrit

Viistepyörän pääparametrit aksiaalisessa osassa ovat (kuva 2.3, b):

perusetäisyys - A;

etäisyys ylhäältä hampaan yläosan ulkokehän tasoon - B;

etäisyys pohjapinnasta hampaan yläosien ulkokehän tasoon - C;

rengasvaihteen leveys - b;

hampaan keskipiste, joka makaa alkuperäisen (jakavan) kartion generatrixissa hampaan pituuden keskellä - m;

kartioetäisyydet, vastaavasti, ulkoinen, sisäinen ja keskiarvo - Re, Ri, Rm;

hampaan yläosien ja kourujen ulkohalkaisijat -d ue, d fe;

ulkoinen jakohalkaisija - d e ;

keskimääräinen jakohalkaisija - d m ;

jakokartiokulma - δ;

kartioiden kulmat, vastaavasti kärjet ja kourut - δ a, δ f;

vastaavasti hampaan pään ja varren kulmat - θ a, θ f;

kaarevan hampaan linjan kaltevuuskulma akseliin nähden normaalileikkauksen pisteessä m - β n ;

ulkohampaan korkeus - h e ;

hammasmoduuli normaalin leikkauksen keskipisteessä - m n \u003d d · m / Z;

välityssuhde pyörät (z 2) ja vaihteet (z 1) - u \u003d z 2 / z 1.

Viistepyörien annetuista pääparametreista voidaan nähdä, että niitä on paljon enemmän kuin sylinterimäisten pyörien parametreja. Lisäksi monilla niistä on muuttuva arvo hampaan pituudella, esimerkiksi hampaan korkeus, ontelon leveys, halkaisijat eri osissa jne. Tämä vaikeuttaa merkittävästi hammaspyörien leikkaustyökalujen laskentamenetelmiä ja hammaspyörien leikkaustoimintojen asetusta.