Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Герметичная передача передает движение через герметичную стенку, разделяющую пространства А и Б. Глухой гибкий стакан с гибким фланцем герметично закрепляют к стенке (например, приваривают). Зубчатый венец располагают в средней части стакана. Ни одна другая передача не может так просто решать эту задачу. Такая передача находиг применение в химической, атомной, космической и других областях техники.
Винтовая передача преобразует вращательное движение в поступательное. Ее применяют преимущественно в герметичном исполнении. Передача е электромагнитным генератором сочетает функции двигателя и передачи. Здесь волновое деформирование гибкого колеса осуществляют вращающимся электромагнитным полем. Неподвижный генератор имеет ряд электромагнитов (полюсов). С помощью специального устройства электромагниты включают поочередно.
Магнитный поток замыкается через гибкое колесо и деформирует его в соответствующих местах. Основное достоинство передачи 237 Игдир:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 весьма малая инерционность. Здесь вращается только гибкое колесо. Вращение медленное, а масса небольшая. Малая инерционность существенна для следящих и других подобных систем. Отрицательное свойство передачи — низкий КПД (в известных конструкциях не более 6...8'/о). На основе изложенного можно отметить следующие основные качества волновых передач.
1. Большое передаточное отношение. В одной ступени можно получить ~ до 300, а в специальных передачах — до нескольких десятков тысяч. 2, Большое число зубьев в одновременном зацеплении. Например, при ~'=100 одновременно зацепляются до 60...80 пар зубьев вместо 1...2 пары в обычных передачах. Как следствие этого, высокая нагрузочная способность при малых габаритах и массе. В некоторых конструкциях масса составляет половину, а объем †-'/, от обычной планетарной передачи. 3. Уменьшение кинематической погрешности вследствие двухзонности и многопарности зацепления. Известны передачи с кинематической погрешностью, не более 0,5...1,0 угл.
мин. 4. При одинаковых передаточных отношениях КПД волновых передач близок к КПД планетарных и многоступенчатых простых передач (например, до 0,9 при ~=100). 5. Малые нагрузки на валы и опоры вследствие симметричности конструкции.
6. Возможность передачи движения в герметизированное пространство (через герметичную стенку). 7. Малая инерционность при специальном исполнении. 8. Меньше шум. 9. Подобно планетарной передаче она может быть использована не только как редуктор или мультипликатор, но и как дифференциальный механизм. 1О.
Конструкции волновых передач не вызывают особых технологических трудностей при их изготовлении. 11. Число деталей меньше в несколько раз, а стоимость— примерно в два раза. Срок службы стандартных передач общего назначения 10000 ч. К недостаткам современных конструкций волновых передач можно отнести: сравнительно высокое значение нижнего предела передаточного отношения ~ .,„ж80; сравнительную сложность изготовления гибкого колеса и генератора волн (требуется специальная оснастка).
Это затрудняет индивидуальное производство и ремонтные работы. Применять волновые передачи целесообразно в механизмах с большим передаточным отношением, а также в устройствах со специальными требованиями к герметичности, кинематической точности, инерционности и пр. Параметры оптимизации волновой передачи: 1. Форма и размер деформирования гибкого колеса. 238 Ьйр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 2, Геометрия зацепления — высота зубьев, коэффициенты коррекции х, и х, (по условию отсутствия интерференции зубьев под йагрузкой).
3. Коэффициент ширины зубчатого венца ф,„, 4. Коэффициент толщины зубчатого венца ф„по условию максимума коэффициента запаса сопротивлению усталости я,. Вопросы для самоподготовки 1. Каковы устройство и принцип действия волновой передачи? 2. От каких параметров зависит передаточное отношение волновой передачи и чем ограничиваются его пзах и пз!и? 3. Каковы особенности преобразования движения в зубчатой и фрикционной волновых передачах? 4.
По каким условиям выбирают профиль и размеры зубьев в волновой передаче? 5. Каковы основные критерии работоспособности и расчета волновых передач? 6. Каковы преимущества и недостатки волновых передач и области нх применения? Пример расчета 10.1. Рассчитать волновой редуктор общего назначения: !",„=100, п,=1450 мин ', Т,=800 Н м=800 !О Н мм, срок службы 10000 ч, нагрузка близка к постоянной. Решение. 1. По формуле (10.12) находим г,=200, г,=202. Выбираем зубья с широкой впадиной (см. рис.
10.8). По рекомендациям к формулам (!0.37) и (10.41) принимаем: У,=1,3, Ф„=0,16, ~м=0,012, з,=1,7, К,=1,9, материал гибкого колеса — ЗОХГСА, 28...32 НКС с последующим дробеструйным наклепом, ст,=480 МПа, Е=2,1 10' МПа. По формуле (!0.4!), с/ =з 0 456. 800, 10з — 155,71 мм. [480/(1,9.1,7) — 3.2,1 !О' 1,3 0,012/10010,!б 0,012 Согласуя с наружным диаметром гибкого подшипника (см. табл. 10.1), принимаем И„=0=160 мм, Находим Ь„=~„д„=0,16 160к25 мм, Ь=Ф„И„= =0,012 160 2 мм. Учитывая, что значение Ы„близко к И~, получаем т=И,'/г,~160/200= =0,8 мм — согласуется со стандартом (см. табл.
10.2). 2. Рассчитываем геометрию зубьев гибкого колеса. Диаметр окружности впадин Ыг,=Ы„+2Ь=164 мм. Подбираем г, и х, обеспечивающие такой Ыг,. Нарезаем червячной фрезой с уменьшенной высотой головки зуба инструмента на один модуль. При этом коэффициент высоты головки зуба инструмента Ь,'о — — 0,35, а коэффициент высоты головки зуба колеса Ь,'=О. По формуле (10.27) и рекомендации (10.25) принимаем х,=О и уточняем к: г,=Ы~,/т+2 0,35=205,7. Принимаем г = 06.
При этом !~~,—— 206/2=103. Отклонейие +3% — — допустимо ~-.4%. 1!о гой же формуле уточняем х,=Иг,/(2т) — 0,5г,+Ь;о — — 164/(2 0,8) — 0,5 206+0,35= — О,!5 — в рекомендуемых пределах. По формуле (10.25), высота зуба Ь,=1,35 0,8=1,08 мм. По формуле (10.29), диаметр окружности вершин зубьев Н„=164+2 1,08=!66,16 мм.
3. По рекомендации (10.26) принимаем ьо/т=1,2, при этом в =0,96 мм. 4. Выполняем проверочный расчет прочности гибкого колеса. По формуле (10.37), о„=1,5 1,3 2,1 10' 2 0,96/81'=120 МПа, где г=с~/2+Ь/2=80+1= =81 мм. По формулам (1038) и (10.39), о =а, =0,45 800 10'/(160 25 2)= =44 МПа.
По формуле (10.40), т,=т =800 10'/(4к 81 2)=4,8 МПа. Отмечаем малое значение напряжений крученйя, которые в дальнейшем не учитываем. По формуле (10.42), при К, = 1,9, ф, ъ 0,15 [см. формулу (15.14) ) и о,=о,„+о,„=164 МПа, о =о,„=44 МПа, з,=480/(1,9 164+0,15 44)= =1,'51> [х,)~1,5. Условие прочности соблюдается. Однако возможно, что принятая толщина Ь не является оптимальной. Для выяснения этого повторяют проверочные расчеты.
Задаваясь несколькими значениями Ь, меньшими и большими принятого (например, Ь = 1,8 мм, 239 17 йр:дКигзамй-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 Ь=2,2 мм), строят график я, от Ь и по максимуму ~, уточняют Ь. Обучающимся рекомендуется самим провести такой поиск. 5. Рассчитываем геометрию жесткого колеса г,=з +2=208. Его нарезают долбяком с полной высотой зуба при высоте зуба жесткого колеса, уменьшенной на один модуль. По формуле (10.23), х~= — 0,15 — (0,8 — 0,96)/0,8=0,05. По табл.
10.2 принимаем долбяк: го=80, И,0=66,64мм, Ь,'Π— — 1,35, хо=О,З. — О,! 5 — 0„3 По формуле (10.32)„!пчи„о=2 — !820'+0,0!4904=0,012274 или 208-80 и„о =! 8"47'. По формуле (! 0.31), и„о = 0,8 (208 — 80) соя 20 /(2соз 18'47') = =50,82 мм. По формуле (10.28), с/ ~=2(5™0,82+0,5 66,64) =168,28 мм. По второй формуле (10 3(!), принимая Ьд —— т = 0,8 мм, находим Н„~=166,16+2 0,96 — 2 0,8=166,48 мм. 6. Проверяем отсутствие интерференции по переходным кривым. Для этого определяем диаметры граничных точек. Для гибкого колеса: по формуле (10.35), принимая ро=0,2„находим !8~, = !820 -4(0,35- 0,2+ 0,15)/(206 з!и 40 ) = О,З549 или и,=!9'30'. По формуле (!034), Н„=О,В 206соз20'/соз!9 30'=!64,29 мм По неравенству (!0.30), 166,48> !64,29+2 0,96=166,21 — условие соблюдается.
Для жесткого колеса: по формуле (10.36), сози, =0,8.80соз20'/б6,64= = 0,9025 или а,е =25'1'12" (8ссу= (818'47'+80 (18 25'1'12" — 1818'47')/208 = 0,3936 или ас1=21'27' и с$~ь=О,В 208 сов 20'/сов 21'27' 168,00 мм. По неравенству (10.29), 166,16«168,00 — 2 0,96=166,08 мм — неравенство не соблюдается. Имеет место небольшая интерференция (0,1 т)„устранимая за счет приработки.
Глава 11 ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ И ВАРИАТОРЫ ~ 11.1. Общие сведения Принцип действия и классификация. Работа фракционной передачи основана на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сил прижатия Г„(рис. 11.1). При этом должно быть Г,<Г, (11.1) 1 где Г,— окружная сила; à — сила трения между катками. Для передачи с цилиндрическими п,,Т, катками (рис.
11.1) т (11.2) Рис. 1! .1 240 где ~ — коэффициент трения. Нарушение условия (11.1) приводит к буксованию и быстрому износу катков. Все фрикционные передачи можно разделить на две основные группы: передачи нерегулируемые, т. е. с постоянным передаточным отношением; передачи регулируемые, или вариаторы, Ьйр:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 позволяющие изменять передаточ- ,4 ное отношение плавно и непрерыв- СПРХ1 но (бесступенчатое регулирование)*. Каждая из указанных групп охватывает большое количество пе- а~ шах редач, различающихся по конструкции и назначению. Например, различают передачи с параллельными ~~ип~ ~Д и пересекающимися осями валов; с цилиндрической, конической, шаровой или торовой поверхностью Рис. !! .2 рабочих катков; с постоянным или автоматически регулируемым прижатием катков, с промежуточным (паразитным) фрикционным элементом или без него и т. д.
Схема простейшей нерегулируемой передачи изображена на рис. 11.1. Она состоит из двух катков с гладкой цилиндрической поверхностью, закрепленных на параллельных валах. На рис. 11.2 показана схема простейшего вариатора (лобовой вариатор). Ведущий ролик А можно перемещать по валу в направлениях, указанных стрелками. При этом передаточное отношение плавно изменяется в соответствии с изменением рабочего диаметра д, ведомого диска Е. Если перевести ролик на левую сторону диска, то можно получить изменение направления вращения ведомого вала — вариатор обладает свойством реверсивности. Применение. Фрикционные передачи с постоянным передаточным отношением применяют сравнительно редко.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
