Левитская О.Н., Левитский Н.И. - Курс теории механизмов и машин (1074006), страница 41
Текст из файла (страница 41)
аекгное зацепление. Эвольвентиая коническая поверхность (рис. 106) образуется движением прямой ОМ, лежащей на образующей плоскости (О. 11 ), перекатывающейся без скольжения по основному конусу (О. К.). Каждая точка прямой ОМ описывает кривую, называемую сферической эвольвентой.
Аналогом производящей рейки в конической передаче является плоское производящее колесо, у иогорого угол делительного конуса равен 90'. В станках для нарезания зубьев конических колес чаще, однако, используется не плоское, а плосковершинное колесо (рнс. !07, а), у которого угол конуса вершин равен 90'. Зубья производящего колеса выполняются в виде двух резцов (рнс. !07, б), каждый из которых нарезает одну из сторон зуба конического колеса. Резцы имеют прямобочный профиль и движутся прямоли. нейко к центру сферы О.
Кроме того, резцам и заготовке сообщается относительное движение обкатки в соответствии с числом зубьев иарезаемого колеса и углом делительиого конуса. ' Иногда оаоаначают раамерм, отиосижиеса к наружному торчу, индексом е, к инутрсинему — индексом г. 200 Прн схеме обработки, показанной на рис. 107, боковые поверхности нарезаемых зубьев не получаются эвольвентиымн, так как резцы имеют постоянный прямобочный профиль, в то время как для точного воспроизиедения звольвентиых поверхностей профили резцов должны быть различными для каждого сечения нарезаемого зуоа. Замена плоского производящего колеса плосковершинным вносит дополнительную погрешность в зацепление, которое, однако, остается близким к эвольвентному.
дл 4Я Рнс. гза Рис. гат Рассмотренная схелга обработки соответствует нарезанию прямых зубьев. Прн нарезании косых зубьев резец движется по прпмой, составляющей некоторый угол с прямой, проходящей через центр О, Прн нарезании криволинейных зубьев резец движется по дуге окружности, по заольвенте или па какой-либо другой кривой. Начальные поверхности в передачах со скрещивающимися осями вращения звеньев. В рассмотренных типах цилиндрических и конических перелаз начальные поверхности (цилиндры или конусы) совпадали с аксоидами в относительном движении колес.
Зубья колес располагались вблизи начальных поверхностей, а поверхности вершин и впадин имели ту же форму, что и начальные поверхности. В передаче со скрещивающимися осями вращения относительное движение колес для данного мгновения может быть представлено как вращение вокруг некоторой осн с одновременным скольжением вдоль нее. Эта ось называется мгновенной осью вращения — скольжения ипи мгновенной вантовой осью. Геометрические места мгиовенвой винтовой оси на каждом нз колес дают винтовые аксонды относительного движения.
При постоянном передаточном отношении мгновенная винтовая ось (В. 0.) занимает по'стоянное положение в неподвижном пространстве, а винтовые аксоилы относительного движения являются одиополостными гиперболоидами вращения (рпс. 108). На атом основании зубчатую передачу со скрещивающимися осями вращения иазывагот гнперболоидной. 201 По аналогии с цилиндрическими и коническими передачами можно было бы ожидать, что в гпперболоидной передаче зубья будут располагаться вблизи указанных гиперболоидов вращения, а поверхности вершин и впадин будут гаже гиперболопдными.
Однако сравнительное исследование характеристик гиперболоидной передачи (КПД, габариты и т, п.) показало, что в ряде случаев лучше располагать зубья в областях, удаленных от винтовых аксоидов. В связи с этим в передачах со скрещивающимися осями вращения начальными поверхностями называют поверхности, определяющие области точек контакта зубьев, а также форму и расположение поверхностей вершин и впадин. Рик 1ЭЗ Виды гиперболоидных передач.
По способу образования сопряженных поверхностей зубьев различают г и п е р б о л о и д н ы е переда ч и первого рада, в которых обе сопряженные поверхности могут быть образованы одной производящей поверхностью (первый способ Оливье), и г и п е р б о л о и д н ы е ив редачи втор ого рола, в которых производящая поверхность совпадает с одной из сопряженных поверхностей (второй способ Оливье).
Гпперболоидная передача первого рода с коническими начальнычи (делительными) поверхностями называется г и п о и ди о 0 з у 0 ча той передачей (рис, 109, а), а с цилнндрнческимн — винтовой зубчатой передачей (рнс. 109, б). На рис. 109 гиперболопдные передачи показаны с углом скрещивания 90', но этот угол может быть любой. Боковые поверхности зубьев колес винтовой зубчатой передачи часто выполняются по эвольвентным винтовым поверхностям.
Тогда эти колеса имеют ту же форму, что и косозубые колеса цилиндрической передачи. Необходимо только иметь в виду, что углы наклона зубьев )), и Вз связаны с углом скрещквэния осей б соотношением А ." уз=э, где знак плюс соответствует одноименному направлению винтовых линий зубьев, а знак минус разноимеиному, Контакт зубьев в винтовой передаче — точечный.
202 Червячная передача. Линейный контакт зубьев получается в червячной передаче (рис 109, в), т. е. в гиперболоидиой передаче второго рода, у которой начальные (лелительные) поверхности отличны от конических и малое колесо (шестерня) имеет винтовые зубья. Малое колесо в червячной передаче называется червяком, а большое — червячным колесом. К гиперболоидным передачам второго рода относится также спироидная передача, у которой начальные (дслнтельные) поверхности -- конические и малое колесо имеет винтовые зубья. Контакт зубьев в спироидной передаче также линейный.
а) ЮЯ Рас. 1!В Зацепление в червячной передаче (червячное зацепление) полностью определяется принятой формой червяка и размерамн его зубьев. Червяки, как и обычиыс винты, могут быть подразделены по числу заходоа (винтовых линий) иа однозаходиые, двухзаход. ные, трехзахадные и т. д. Число заходов совпадает с числом зубь.
ев. В однозаходвом червяке (рис. 11О, а) шаг винтовой линии по делательиой поверхности называют холом зуба и обозначают через рь В многозаходном червяке (рис. 110, б) кроме хола зуба, указывается осевой шаг р„, т, е, расстояние между одноименными лннияма соседних винтовых зубьев по линии пересечения осевой плоскости с делительиой поверхностью. Ход и осевой шаг зуба связаны зависимостью р р р где г — число зубьев (заходов) червяка. По форме винтовой поверхности зуба червяки могут быть подразделены на червяки с лииейчатой боковой поверхностью и с не. линейчатой.
Наибольшее распространение имеют два вида червяка с линейчатой винтовой поверхностью: а р х и м е д о в червяк и э вол ьвентный червяк. Архимедова винтовая поверхность получается, если образующая этой поверхности пересекает н винто- 203 вую линию, и ось червяка, образуя с ней постоянный угол (рис. ПО, в). Сечение этой поверхности плоскостью, перпендикулярной оси червяка, дает архимедову спираль.
Если образующая прямая в любом положении остается касательное к винтовой линии, то получается эвольвентная винтовая поверхность (рис. 110, г). Сечение этой поверхности плоскостью, перпендикулярной оси червяка, дает эвольвенту. Эвольвентный червяк соответствует винтовому эвольвентному колесу, архимедов червяк — винту (аднозаходному или многозаходиому) с трапециевидной нарезкой. Наконец, па форме делитедьной поверхности червяки подразделяются на цилиндрические и тороидные (глобоидн ы е). В тороидных червяках (рис. 11О, д) делительиая поверхность есть тор, т.
е, поверхность, образованная вращением дуги окружности. Тороидные червячные передачи имеют более благоприятные условия смазки. Передаточное отношение червячной передачи ид=гз/гг, где гз — число зубьев червячного колеса, г~ — число зубьев (заходов) червяка, может достигать больших значений вследствие малого числа зубьев на червяке. Передача получается компактной, но КПД сравнительна небольшой.
Современное состояние теории зубчатого зацеплемни, Оснавм теории аубчатош зацепления были заложены н трудах Оливье и Х. И. Гохмвна'. Но практическое развитие этой теории началось лишь с тога времени, котла зубчатые колеса стали обьсктом массового производства и возникла необходимость в создании и усовершенствовании станков для нарездння зубьен. Освовную рабо~у по соз,танйю лостаточно полной теории зацепления выпааниян Н Н.
Колчин н В, А. Гавриленко Д Установление основных законов образованна сонряжеаных поверхностей и определенно их характеристик позволв.чо перейти к разра(ютке новых видов зацепденая, более прпспособденпых к современным и быстроходным машинам. В качестве примера можно указать на передачи Новикова. Кроме того, савершенствуютса методы нарсзания зубьев с целью создания вмсакопроизводитеяьных станков В носледние годы особое внимание уделяется проектированию таких передач, ко~орые имеян бь.