Kierrehammaspyörän moduulin laskenta. Sylinterimäiset vaihteet vinoilla renkailla

Sivu 1

Hammaslinjan kaltevuuskulmaa PP:n ulkopäässä käytetään määrittämään hampaan paksuus ja korkeus jännettä pitkin.

Hampaan linjan kaltevuuskulmaa sisäpäässä [ij, käytetään laskettaessa leikkuupään jyrsimien leviämistä hammaspyörän hampaiden karkeaa leikkaamista varten.

Hammaslinjan kaltevuuskulma (J5) on terävä kulma tietyssä pisteessä leikkaavan hammaslinjan ja hammaspyörän koaksiaalisen pinnan leikkausviivan välillä, johon tämä viiva kuuluu, sen akselin kautta kulkevan tason kanssa. .

Hammaslinjan kaltevuuskulma (3 valitaan seuraavien näkökohtien perusteella. Kierrehammaspyörillä on hammaspyöriin verrattuna suurempi toiminnan tasaisuus ja meluttomuus sekä hieman suurempi kantavuus. Ne ovat erityisesti edullista käyttää suurnopeusvaihteissa. Samanaikaisesti aksiaalisesti kytkennän voimakomponentti, jonka arvo on suurempi, sitä suurempi on kulma p. Tässä suhteessa P:n arvo on rajoitettu tavanomaisille kierrevaihteille rajalla 8 - 20, ja kaksoiskierre- ja nuolivaihteille 40 asti alle 8 hammaslinjan kaltevuuskulmaa ei pidä tehdä, joten kuinka tässä tapauksessa kierrehammaspyörän edut menetetään .

Parranajokoneen hammaslinjan kaltevuuskulma valitaan parranajokoneen ja pyörän akselien risteyskulman mukaan. Parranajokoneen halkaisija tulee valita mahdollisimman suureksi, varsinkin kun käsitellään pyöriä, joissa on pieni määrä hampaita. Parranajokoneen hampaiden lukumäärän suhde koneistettavan pyörän hampaiden määrään ei saa olla kokonaisluku.

Määritä hammaslinjan kaltevuuskulma (5 ja löydä hammaspyörän ja pyörän hampaiden lukumäärä.

Kaarevilla hammaspyörillä (kuva 9, d) on hammaslinjan kaltevuuskulma hammaspyörän vanteen keskellä, joka ei ole yhtä suuri kuin nolla. Hampaiden kaarevuuden vuoksi tämän tyyppiset vaihteet, verrattuna hammaspyöriin ja joiden kaltevuuskulma on nolla, ovat hiljaisempia ja vahvempia, niitä käytetään kriittisissä ja suurissa nopeuksissa.

Leveystekijä / a valitaan § 3.9 ohjeiden mukaan. Keskipisteen välinen etäisyys a, moduuli t ja hammaslinjan kaltevuuskulma määritetään lisälaskennan avulla.

Yleisesti teollisuusvaihteistoissa, planeettavaihteita lukuun ottamatta, käytetään useimmissa tapauksissa kierrevaihteita (harvemmin chevron-vaihteita); hammaslinjan kaltevuuskulma (3 8n - 22, mutta on toivottavaa, että se ei ylitä 18:aa laakereita kuormittavien aksiaalisten voimien kasvun vuoksi.

Työstettävät työkappaleet eivät saa erota merkittävästi materiaalin, koon ja muodon (pyörät-levyt, pyörät-akselit), hampaiden parametrien (moduuli, hampaiden lukumäärä, profiilikulma ja hammaslinjan kaltevuuskulma), valmistusmenetelmän suhteen. Teknisten toimintojen järjestys ei myöskään saa erota.

Parranajokoneen halkaisija tulee valita mahdollisimman suureksi käytettävissä olevan parranajokoneen mukaan. Parranajokoneen hammaslinjan kaltevuuskulma määräytyy parranajokoneen akselien ja käsitellyn pyörän risteyskulman mukaan. Ristikulman kasvu parantaa leikkausolosuhteita, mutta huonontaa parranajokoneen hampaiden ohjaustoimintaa hammasontelossa, minkä seurauksena profiilivirheet lisääntyvät. Hammaspyörät, joiden hammaslinjan kaltevuuskulma on 5–18, voivat olla chevin-govaneja, joissa on suorat hampaat. Parranajokoneen hampaiden lukumäärän suhde koneistettavan pyörän hampaiden määrään ei saa olla kokonaisluku. Parranajokäyttöisen keittolevyleikkurin hampaassa tulee olla paksuuntuminen, joka tekee pienen alileikkauksen (hieman ylitysarvoa enemmän) pyörän hampaan juureen, jotta parranajokoneen hampaan pää jää vapaaksi ajettaessa. Parranajohampaan korkeus leikataan hieman tavallista syvemmälle.

Leikkurin valinta riippuu geometriset parametrit ja leikkauspyörän muoto. Moduulin, profiilikulman ja taltan hammaslinjan ja leikkuulaikan kaltevuuskulman on oltava samat. Pyörän ja taltan hampaan linjojen suunnat ovat vastakkaiset käsiteltäessä pyöriä ulkoisella vaihteistolla ja sama käsiteltäessä pyöriä, joissa on sisäinen hammaspyörä. Muotoilijan hampaiden lukumäärä on suositeltavaa valita leikkauslaikan hampaiden lukumäärän kerrannaiseksi.

Kierrehammaspyöriä kutsutaan pyöriksi, joissa hampaan teoreettinen nousuviiva on osa kierteistä, jonka nousu on vakio (teoreettinen nousuviiva on hampaan sivupinnan ja nousun leikkausviiva sylinterimäinen pinta Kierrehammaspyörän hammaslinjalla voi olla oikea ja vasen kierresuunta. Hammaslinjan kaltevuuskulma on merkitty β:lla (kuvat 7-9)

Kierrehammaspyörällä, jossa on yhdensuuntaiset akselit, on päinvastainen veto- ja vetävien pyörien hampaiden suunta ja se kuuluu hammaspyörien luokkaan, koska tällaisten hammaspyörien alkupinnat hammaspyörät edustaa sivupinta sylinterit. Kierrehammaspyörällä, jonka akselit ovat ristissä, on molempien pyörien hampaiden suunta sama ja sitä kutsutaan kierrehammaspyöräksi, joka kuuluu hyperboloidihammaspyörien luokkaan, koska tällaisten hammaspyörien alkupinnat ovat osia yhden arkin vallankumouksen hyperboloidi; näiden pyörien jakopinnat ovat sylinterimäisiä.

Kuva 7.9 - Sylinterimäinen hammaspyörä vinoilla pyörillä

Kierukkavaihteissa kosketuslinjat sijaitsevat vinosti hammaslinjaan nähden (kuva 7.9), joten, toisin kuin suorat, vinot hampaat eivät kytkeydy välittömästi koko pituudelta, vaan asteittain, mikä varmistaa tasaisen kytkeytymisen ja pienentää merkittävästi hampaat. dynaamiset kuormat ja melu käytön aikana. Tästä syystä kierrevaihteet mahdollistavat huomattavasti suurempia pyörien rajapyöriä verrattuna hammaspyöriin. Joten esimerkiksi 6. tarkkuusasteen kierrepyöriä käytetään kehänopeudella jopa 30 m / s; 7. aste - jopa 15 m / s; 8. aste - jopa 10 m / s; 9. - 4 m/s asti.

Kierrehammaspyörän limityskulma koostuu päädyn limityksen kulmasta ja aksiaalisen limityksen kulmasta, joten hammaspyörän limityskerroin ε γ on yhtä suuri kuin pinnan ε α ja aksiaalisen ε kertoimien summa. β päällekkäisyys

ε γ = ε α + ε β> 2,

siksi kierrevaihteella ei ole yhtä pariakytkentäjaksoa.

Kierrehammaspyörät työstetään samoilla hammaspyörillä kuin hammaspyörät, joten pyörien vakioparametrit asetetaan hampaaseen nähden kohtisuoraan osaan. nn(Kuva 7.10, a). Normaali moduuli m p = p p / π missä p P on normaali jakoväli mitattuna pikipintaa pitkin. Normaalin moduulin lisäksi erotetaan kierrehammaspyörät: kehämoduuli m t = p t / π, missä p t on kehäaskel mitattuna pääteosan pitkittäisympyrän kaarella; aksiaalinen moduuli t x= p x / π, missä p X- aksiaalinen askel, mitattuna indeksointisylinterin generaattoria pitkin.

Kuva 7.10 - Kierrevaihteet:

(a) leikkaus, kohtisuora hampaan suhteen, (b) normaalipaineen voiman hajoaminen kolmeen keskenään kohtisuoraan komponenttiin

Koska p t = p n / cosβ, niin m t = m n / cosβ.

Kierrehammaspyörän hampaiden mitat määräytyvät normaalimoduulin mukaan, ts.

h = h a+ h f= m n+ 1,25 m n= 2,25 m n

ja pyörän nousuympyrän halkaisija kehämoduulin mukaan

d = mtz = mnz/cosβ

Kierrehammaspyörien mitat ja voimansiirron keskietäisyys määritetään seuraavilla kaavoilla:

hampaan kärjen halkaisija

d a= d + 2h a = d + 2m n

ontelon halkaisija

d f= d–2h f= d - 2,5 m n

keskustan etäisyys

a = m t(z 1 + z 2) / 2 = mn (z 1 + z 2) / (2cosβ).

Kierrevaihteen aksiaalisen limityksen kerroin

ε β = b / p x

missä b on kruunun leveys; р х - aksiaalinen askel.

On helppo osoittaa, että jos ε β on kokonaisluku, niin kontaktilinjojen kokonaispituus pysyy vakiona koko ajan, mikä on edullista voimansiirron toiminnalle, koska hampaiden kuormitus kytkeytymisprosessin aikana säilyy. vakiona, ja melu ja dynaamiset kuormitukset vähenevät. Kontaktilinjojen kokonaispituus tässä tapauksessa on

l Σ = b ε α / cosβ

Normaalipaineen F "voima kierrehammaspyörien kytkeytymisessä voidaan jakaa kolmeen keskenään kohtisuoraan komponenttiin (kuva 7.10, b): kehävoima F t, säteittäinen voima F r ja aksiaalivoima F a ovat yhtä suuria:

Ft = 2T/d; F r = Ft tana/cosp; F a = F t tgβ,

missä T on siirretty vääntömomentti; α on tarttumiskulma.

Aksiaalivoiman olemassaolo on kierteisten hammaspyörien merkittävä haitta. Suurten aksiaalivoimien välttämiseksi kierukkavaihteessa hammaslinjan kaltevuuskulma on rajoitettu arvoihin β = 8 ... 20 °, huolimatta siitä, että β:n kasvaessa hampaiden vahvuus lisää, vaihteiston sujuvaa toimintaa ja sen kantavuutta.

Nykyaikaisissa vaihteissa käytetään pääasiassa kierrevaihteita.

Toisin kuin hammaspyörän hammaspyörässä (katso kuva 7.1, i), hampaiden välillä ei tapahdu lineaarista, vaan pistekosketusta, mikä lisää merkittävästi kosketusjännitystä ja vähentää voimansiirron kantavuutta. Lisäksi hammaspyörävaihteistossa hampaiden suhteellinen liukuminen saavuttaa merkittävän arvon, mikä heikentää merkittävästi sen tehokkuutta, aiheuttaa taipumusta juuttua ja aiheuttaa hampaiden nopeaa kulumista. Nämä haitat huomioon ottaen kierrevaihteita ei pidä käyttää voimansiirrot*

Ruuvin edellytys vaihdevaihteisto- normaalien moduulien tasa-arvo. Veto- ja vetävien pyörien hammaslinjan kaltevuuskulmat voivat olla erilaisia ​​ja akselien risteyskulma ei voi olla yhtä suuri kuin 90 °.

Lieriömäinen vaihde, jonka kruunu koostuu leveydeltään oikean- ja vasemmanpuoleisista hampaista, kutsutaan chevroniksi (ks. kuva 7.11). Kruunun osaa, jossa on samansuuntaiset hampaat, kutsutaan puoli-chevroniksi. Teknisistä syistä chevron-pyöriä on kahta tyyppiä (kuva 7.11): pyörän keskellä olevalla telaketjulla (a) ja ilman telaketjua (b). Chevron-pyörässä vastakkaisiin suuntiin suunnatut aksiaaliset voimat F a ´ puolisuunnassa tasapainotetaan keskenään pyörän sisällä eivätkä välity akseleille ja akselin kannattimille. Siksi chevron-pyörille hampaiden kaltevuuskulma otetaan alueella P = 25 ... 400, minkä seurauksena hampaiden lujuus, vaihteiston sujuva toiminta ja sen kantavuus kasvavat. Chevron-pyöriä käytetään voimakkaissa suurissa nopeuksissa suljetuissa vaihteissa. Chevron-pyörien haittana on niiden korkea työvoimaintensiteetti ja tuotantokustannukset.

Kuva 7.11 - Chevron-pyörät: (a) telalla pyörän keskellä, (b) ilman telaketjua

Geometriset, kinemaattiset ja lujuuslaskelmat chevron- ja kierrevaihteille ovat samanlaisia.

Vastaavat pyörät... Kierrehammaspyörän hampaan lujuus määräytyy sen muodon ja mittojen perusteella normaalileikkauksessa sekä hampaan pituuden mukaan. Suorien ja vinojen hampaiden lujuuden laskentamenetelmän yhtenäistämiseksi otettiin käyttöön ekvivalentin pyörän käsite. Vastaava hammaspyörä on pyörä, jonka hampaiden mitat ja muoto vastaavat suunnilleen kierrehammaspyörän hampaan mittoja ja muotoa normaaliosassa. Kuvassa 7.12 kuvaa kierrehammaspyörää, jonka taso leikkaa nn; tämän pyörän jakavan lieriömäisen pinnan normaalileikkaus on ellipsi, jonka puoliakselit ovat e = d / (2cosβ) ja c = d / 2, missä d on jakoympyrän halkaisija. Kuten analyyttisestä geometriasta tiedetään, ellipsin suurin kaarevuussäde

P υ = e 2 / c = d / (2cos 2 β)

Tämä kaarevuussäde otetaan vastaavan pyörän indeksointisylinterin säteeksi, sitten sen halkaisijaksi

d υ = d/cos 2 β

Korvaamalla d υ = m n z υ ja d = m n z / cos β tähän lausekkeeseen, saadaan kaava vastaavan hammaspyörän hampaiden lukumäärän määrittämiseksi (lyhyesti sanottuna vastaava hampaiden lukumäärä)

z υ = z/cos 3 β

Vastaavan pyörän parametrit d υ ja z υ kasvavat kulman β kasvaessa, mikä on yksi syy kierrehammaspyörien kantavuuden kasvuun verrattuna hammaspyöriin ja mahdollistaa sen samalla kuormituksella. , jos haluat vaihteiston, jonka kokonaismitat ovat pienemmät.

Kuva 7.12 - Vastaava hammaspyörä

Ohjelman kuvaus

Ohjelma on kirjoitettu Exselillä, erittäin helppo käyttää ja oppia. Laskenta suoritetaan Dunaev-menetelmän mukaisesti
1. Alkutiedot:
1.1. Sallittu kosketusjännite, MPa;
1.2 Sallittu taivutusjännitys, MPa;
1.3. Hyväksytty välityssuhde, U;
1.4 Vääntömomentti hammaspyörän akselissa, kN * mm;
1.5. Vääntömomentti pyörän akselissa, kN * mm;
1.6. Kruunun leveyden suhde keskietäisyydellä;
1.7. Keskietäisyys lasketaan.

2. Välitysmoduulin laskenta:
2.1. Pinnan halkaisija, mm
2.2. Pyörän leveys, mm;
2.3. Lähetysmoduulin alustava arvo, mm.

3. Hammaspyörän ja pyörän hampaiden lukumäärän, hampaiden kaltevuuskulman arvon laskeminen:
3.1. Hampaiden pienin kaltevuuskulma;
3.2. hampaiden kokonaismäärä;
3.3. Hampaiden todellinen kaltevuuskulma;
3.4. hammaspyörän hampaiden lukumäärä;
3.5. Pyörän hampaiden lukumäärä;

4. Halkaisijoiden laskeminen;
4.1. Jakohalkaisijan laskenta, mm;
4.2. Hampaiden yläosien halkaisija, mm;
4.3. Hampaiden ontelon halkaisijat, mm;
4.4 Vaihteen leveyden laskeminen.

5. Kuormien laskeminen:
5.1. Kehävoima, N;
5.2. Radiaalinen voima, N;
5.3. Aksiaalinen voima, N.

6. Ottaen huomioon hampaiden lukumäärä ja vastaavat suhteet:
6.1. hammaspyörän hampaiden lukumäärä;
6.2. Pyörän hampaiden lukumäärä.

7. Kertoimet sallittujen taivutusjännitysten laskemiseksi:
7.1. Laskettu taivutusjännitys pyörien hampaissa;
7.2. Laskettu taivutusjännitys hammaspyörän hampaissa.