Зубчатые передачи. Применение в конструкциях машин

1. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ. ПРИМЕНЕНИЕ В КОНСТРУКЦИЯХ МАШИН

2. Содержание

Введение
1 Виды передач
1.1 Применение передач в конструкциях машин
2 Некоторые сведения о технологии изготовления зубчатых
колес
3 Разновидности зубчатых колес и их параметры
3.1 Основные параметры зубчатых колес
3.2 Конструктивные разновидности зубчатых колес
4 Построение изображений прямозубых цилиндрических
зубчатых колес
4.1 Рабочие чертежи прямозубых цилиндрических зубчатых
колес
5Список использованных источников

3. Введение

О первом применении колеса
человечеством упоминается в
хронологическом указателе,
составленном по историческим
данным профессора А.А.
Зворыкина. Оно было применено
при изобретении повозки с
колесами в Индии в городе
Мохенджо-Даро и составляет 4 000
лет до н.э. При переходе к
скотоводству и земледелию, когда
систематические передвижения
стали необходимыми для смены
пастбищ, а домашний инвентарь
был уже более сложным,
потребовалось создание
специального приспособления для
перевозки грузов. В результате
примитивная волокуша была
заменена повозкой с колесами.

4. Первое использование зубчатых передач

Первые упоминания о зубчатых передачах
встречаются в трудах Герона
Александрийского (около I в.н.э.). Среди
дошедших до нас произведений Герона
Александрийского наибольший интерес
вызывает «Театр автоматов», или, точнее, «Об
искусстве изготовлять автоматы». В этом
труде содержится описание того, как
простейшими механизмами, с помощью груза
и системы блоков, а также зубчатых колес и
рычагов, можно получить автоматическое
движение различных фигурок, которые могли
разыгрывать перед зрителями целые пьесы.
Во время осады г. Сиракуз в 213-212 гг. до н.э.
ученый Архимед сооружал оборонительные
механизмы весьма большой силы. По
единодушному свидетельству его
современников, он построил метательные
механизмы, при помощи которых можно было
бросать на довольно большие расстояния
огромные камни и целые бревна, топившие
римские корабли. Изображение военной
метательной машины, представлено на
рисунке 2, где ясно видно, что при работе этой
военной машины использовалась зубчатая
передача и храповый механизм.

5. Виды передач

Вращательное движение от одного вала к другому
передается с помощью различных деталей, совокупность которых называется передачей.
Вращательное движение получило наибольшее
распространение в механизмах и машинах вследствие
следующих своих достоинств:
- обеспечение равномерного и непрерывного движения
при небольших потерях на трение;
- простоты и компактности конструкции передаточных
механизмов.
Передачи по своим действиям разделяются на
передачи трением (фрикционные, ременные) и
передачи зацеплением.

6. Фрикционная передача

Фрикционная передача
между параллельными
валами состоит из двух
цилиндрических катков,
прижимаемых друг к
другу с некоторой силой
Если оси валов
пересекаются, то
применяют конические
фрикционные катки.
Вращение от ведущего
катка к ведомому
передается при помощи
сил трения между ними

7. Ременная передача

Ременная передача –
передача трением с гибкой
связью.
Ременная передача состоит
из ведущего и ведомого
шкивов, соединенных гибкой
связью — ремнем.
На шкивы с натяжением надет
один или несколько ремней,
которые передают вращение
от одного шкива другому при
помощи сил трения

8. Цепная передача

Цепная передача
состоит из ведущей
и ведомой
звездочек и
охватывающей их
цепи

9. Зубчатая передача

Зубчатая передача
между параллельными
валами и
осуществляется
цилиндрическими
зубчатыми колесами с
внешним зацеплением
или с внутренним
зацеплением зубьев. При
пересекающихся
геометрических осях
валов применяют
конические зубчатые
колеса

10. Реечная передача

Реечная передача
служит для
преобразования
вращательного
движения в
поступательное
(или наоборот) и
состоит из
цилиндрического
зубчатого колеса и
зубчатой рейки

11. Червячная передача

Червячная передача
применяется в тех
случаях, когда оси
валов
скрещиваются.
Передача состоит из
червяка (винта с
трапецеидальной
или другой резьбой)
и червячного
зубчатого колеса

12. Храповой механизм

Храповой механизм состоит из
зубчатого колеса (храповика) и
специальной детали (собачки),
входящей своим концом во
впадину между зубьями
храповика. Этот механизм
допускает вращение вала, на
котором закреплен храповик,
только в одном направлении,
обратному вращению
препятствует собачка.
Храповой механизм применяется
также для сообщения валу
периодического (с небольшими
перерывами) вращения

13. Применение передач в конструкциях машин

Интересна история применения
фрикционной передачи в
железнодорожном транспорте.
Сначала колеса паровоза и
рельсы хотели сделать
зубчатыми. Но впоследствии
изобретатель Ричард Тревитик –
шотландский инженер и механик
(1771 – 1833), который первый
пришел к идее применения
паровозных локомотивов на
специально устроенных
рельсовых путях,
сконструировал в 1803 г.
паровоз для рельсового пути, а
в феврале 1804 г. провел первое
его испытание

14. Применение зубчатых передач

Изобретение автоматических часов и
мельниц в XVII в., и их широкое
применение в особенности в XVIII в.
позволило человечеству обратить
особое внимание на зубчатые передачи.
Первые механические часы башенного
типа с одной стрелкой появились
несколько раньше указанного времени в
XIII в. Эти первые механические часы
приводились в движение грузом,
подвешенным на канате к барабану. В
конце XV в. были изобретены
пружинные часы, приводившиеся в
движение свернутой упругой пружиной.
Зубчатые передачи применяют и в
редукторах, и в насосах, в коробках
скоростей автомобилей, коробках
скоростей станков и т.д. На рисунке 14
изображена коробка скоростей токарно –
винторезного станка

15. Некоторые сведения о технологии изготовления зубчатых колес

Зубья зубчатых колес при их
нарезании на металлорежущих
станках изготовляют одним из
следующих методов: методом
копирования или методом обкатки
(огибания). При методе
копирования впадины между
зубьями выполняются
специальными фрезами:
пальцевыми) и дисковыми.
Большую точность изготовления
обеспечивает метод обкатки. При
этом методе медленно
вращающаяся заготовка зубчатого
колеса входит в зацепление с
выступами зуборезной рейки
(гребенки), совершающей
возвратно-поступательное
движение, в результате чего на
заготовке образуются зубья
определенного профиля .
Помимо зуборезной гребенки
может применяться долбяк,
напоминающий по своей форме
зубчатое колесо.

16. Разновидности зубчатых колес и их параметры

В основу определения параметров
зубчатого колеса положена
делительная окружность. Диаметр
делительной окружности
обозначается буквой d и называется
делительным. По делительной
окружности откладывается
окружной шаг зубьев, обозначаемый
pt и представляющий собой
расстояние по дуге делительной
окружности между соседними
(смежными) зубьями колеса
Делительный диаметр для
зубчатого колеса всегда один.
Делительная окружность делит
высоту зуба h на две неравные
части — головку высотой ha и ножку
высотой hf

17. Основные параметры зубчатых колес

Одним из основных параметров
зубчатых колес является модуль
m
Pt

18. Модули зубчатых колес (выдержка из ГОСТ 9563—60)

ГОСТ 9563—60 (СТ СЭВ 310—76)
устанавливает модули зубчатых колес
цилиндрических, конических и
червячных с цилиндрическим
червяком. При выборе модуля следует
отдавать предпочтение первому ряду.

19. Корригирование

В целях повышения прочности и
износостойкости зубьев зубчатых
колес, особенно при малых числах
зубьев, применяют корригирование
(исправление) зубьев эвольвентного
зубчатого зацепления.
При нарезании зубчатых колес с
малым числом зубьев (6, 8, 10, 12)
методом обкатки профиль зуба у его
основания (ножки) получается
неэвольвентным с небольшим
радиусом кривизны, что приводит к
быстрому изнашиванию зуба.
Толщина ножки зуба такой шестерни
меньше нормальной, т. е. зуб в этом
месте получается как бы
подрезанным.
Подрезание зуба при зубонарезании
можно уменьшить. Этот процесс
называется корригированием (исправлением) профиля зуба. Высота
головки зуба зубчатого колеса
получается больше модуля, высота
ножки уменьшается.

20. Конструктивные разновидности зубчатых колес

21. Построение изображений прямозубых цилиндрических зубчатых колес

За исходные данные
принимают: модуль m,
число зубьев z, диаметр
вала Dв

22. Рабочий чертеж прямозубого цилиндрического зубчатого колеса

ГОСТ 2.403—75 устанавливает
правила выполнения рабочих
чертежей цилиндрических
зубчатых колес.
В соответствии с этими
правилами в правом верхнем
углу чертежа выполняется
таблица параметров, состоящая
из трех частей, которые должны
быть отделены друг от друга
сплошными основными линиями.
Первая часть таблицы содержит
основные данные для
изготовления зубчатого венца
колеса;
вторая — данные для контроля
размеров зуба; третья —
справочные данные

23. Список использованных источников

Боголюбов С.К. Черчение.- М.:
Машиностроение, 1989.
Виргинский В.С., Хотенков В.Ф.
Очерки истории, науки и техники, 1870
– 1917 гг.: Кн. для учителя. – М.:
Просвещение, 1988.
Зворыкин А.А. История техники. – М.:
Социально-экономическая
литература, 1962.
Куклин Н.Г. Детали машин. – М.: Высш.
шк., 2005