CZOŁOWE
PRZEKŁADNIE WALCOWE
O ZĘBACH ŚRUBOWYCH
CZOŁOWE
PRZEKŁADNIE WALCOWE
O ZĘBACH ŚRUBOWYCH
Styk zębów w czołowych przekładniach
walcowych o zębach prostych
W kołach walcowych o zębach prostych, ząb wchodzi
w zazębienie jednocześnie na całej szerokości zęba.
Linia styku przemieszcza się równolegle do osi walca
po zarysie zęba od stopy do wierzchołka.
linia styku
zębów
Taki sposób współpracy, przy mniej dokładnym
wykonaniu kół zębatych, może wykluczyć
wystąpienie jednoczesnego przyporu dwóch
par zębów, a nawet ciągłości zazębienia.
Prowadzi to do powstawania sił udarowych oraz
zwiększenie obciążeń dynamicznych, czego
zewnętrznym efektem jest głośna praca
przekładni.
W odróżnieniu od kół
walcowych o zębach
prostych,
zęby
w
kołach śrubowych są
nacięte pod pewnym
kątem,
nazywanym
kątem pochylenia linii
zęba
.
Jest to kąt mierzony
między linią zęba, a
linią równoległą do osi
koła.
linia zęba
Charakterystyka kół walcowych o zębach
śrubowych
W kołach walcowych o zębach śrubowych, ślad
przylegania zębów przemieszcza się również w
kierunku osiowym.
ślad przylegania
zębów
ząb prosty
W czołowych przekładni walcowych o zębach
śrubowych:
nigdy w zazębieniu nie pozostaje tylko
jedna para zębów,
sumaryczna długość linii styku między
zębami zmienia się w sposób bardziej
płynny, niż to ma miejsce w kołach
walcowych o zębach prostych, kiedy to w
okresie dwuparowego zazębienia długość
linii styku nagle dwukrotnie wzrasta w
porównaniu z jednoparowym zazębieniem.
W czołowych przekładniach walcowych
o zębach śrubowych koło z zębami
lewoskrętnymi
(lewymi)
zawsze
współpracuje
z
kołem
z
zębami
prawoskrętnymi (prawymi), przy czy,
kąty pochylenia linii zęba
1
i
2
muszą
być równej wartości i przeciwne co do
kierunku, spełniając warunek:
0
β
β
2
1
1
2
Rozróżnia się koła walcowe z
uzębieniem:
a) śrubowym jednokierunkowym,
b)strzałkowym (daszkowym).
a)
b)
W kołach o zębach śrubowych oblicza się te same
wymiary jakie charakteryzują koło o zębach prostych.
Wyróżnia się przy tym dwa istotne przekroje:
przekrój czołowy A-A płaszczyzną prostopadłą do
osi walca, w którym rozpatrywane są zęby proste,
przekrój normalny B-B płaszczyzną prostopadłą do
linii zęba.
przekrój
czołowy A-A
A
A
przekrój
normalny B-B
B
B
W przekroju czołowym, rozpatrywane są
wszelkie zagadnienia geometryczne, a więc
średnice kół, wysokość zębów, korekcja
zazębienia, itp. Wynika to z tego, że w kołach o
zazębieniu śrubowym zarys ewolwentowy zęba
występuje tylko w tym przekroju.
Natomiast, ze względów technicznych zarys zęba
został znormalizowany w przekroju normalnym.
Wynika to z tego faktu, że za podstawę wykonania kół
o zębach śrubowych przyjęto przekrój zęba w
płaszczyźnie normalnej wykorzystując w ten sposób
narzędzia stosowane do obróbki kół walcowych o
zębach
prostych.
Podczas
nacinania
uzębienia
narzędzie powinno być pochylone pod kątem
względem osi koła.
Wymiary zębów mierzone w przekroju normalnym do
zębów są wówczas takie same, jak wymiary zębów
prostych, a zatem wartości modułu normalnego i
podziałki normalnej pozostają niezmienione.
Przekrój
normalny
jest stosowany
głównie w
obliczeniach wytrzymałościowych.
przekrój
normalny
h
f
h
a
d
d
f
d
a
p
c
p
n
przekrój
czołowy
p
n
- podziałka normalna
p
c
- podziałka czołowa
Ponieważ średnice kół (podziałowa, dna
wrębu, wierzchołkowa) mierzone są w
płaszczyźnie
czołowej,
dlatego
wprowadza się określenia:
• moduł czołowy
m
c
cosβ
m
m
n
c
cosβ
p
p
n
c
• podziałka czołowa
p
c
(1)
(2)
Odległość osi –
zerowa:
a
0
o
2
o
1
d
1
d
2
2
d
d
a
2
1
0
2
z
z
m
2
1
c
cosβ
m
z
m
z
d
n
c
Wówczas średnica
walca podziałowego:
Analiza wzoru na odległość międzyosiową
przekładni czołowej o zębach skośnych
pokazuje, że odległość ta może być zmieniana
za pomocą zmiany kąta pochylenia linii
śrubowej
i to w dosyć znacznych granicach.
β
cos
z
z
m
a
n
2
2
1
0
Podstawiając zależność (2) uzyskuje się:
β
z
z
m
a
n
cos
2
2
1
0
mm
136
cos0
2
51
17
4
mm
192,3
cos45
2
51
17
4
ad. a.
= 0
Zadanie:
Dane jest przekładnie zębate o następujących
parametrach: z
1
=17, z
2
= 51 oraz m
n
= 4 w których
żeby zostały nacięte pod kątem
:
a)
= 0
,
b)
= 45
.
Obliczyć odległość międzyosiową.
ad. a.
= 45
β
z
z
m
a
n
cos
2
2
1
0
siły
poosiowe
P
o
P
o
P
o
W kołach walcowych o zębach śrubowych
powstaje siła poosiowa
P
o
. Siła ta jest tym
większa im większy jest kąt pochylenia linii
zęba
.
Siły poosiowe
Siła poosiowa
P
o
w kołach jednostronnych jest tym
większa im większy jest kąt pochylenia linii zęba
.
W praktyce dla zębów jednokierunkowych, kąt ten nie
powinien przekraczać 20°, zaś zalecane kąty to 9
15°.
W kołach o uzębieniu strzałkowym (daszkowym) siły
poosiowe
P
o
znoszą się i kąt
, który można zastosować
jest większy i wynosi od 30
do 45°.
Wielkość siły
poosiowej:
β
P
P
w
tg
P
0
P
P
n
Modyfikacja zarysu zęba
w przekładni
walcowej o zębach śrubowych może
występować
w
takich
samych
przypadkach, jak w przekładni walcowej
o zębach prostych.
Rozróżnia się więc korekcję X-X i X+X.
Należy jednak pamiętać, że zagadnienie
modyfikacji
zarysu
zęba
należy
rozpatrywać
na
powierzchniach
czołowych kół.
Do najistotniejszych zalet przekładni o zębach
śrubowych i strzałkowych należy zaliczyć:
1.
Zwiększony stopień pokrycia, co powoduje:
mniejsze obciążenie zębów na zginanie,
ponieważ siła obwodowa rozkłada się na większą
liczbę zębów,
zwiększoną cichobieżność, gdyż występuje
mniejsza nierównomierność podziałki, a tym
samym mniejszy wzrost nadwyżek
dynamicznych.
2.Możliwość zmiany odległość osi, poprzez zmianę
kąta pochylenia linii zęba (nie trzeba stosować
korekcji X+X).
Zalety i wady czołowych przekładni
walcowych o zębach śrubowych
Do najistotniejszych wad przekładni o zębach
śrubowych należy zaliczyć:
1. Występowanie siły poosiowej jednostronnej w
kołach jednokierunkowych, przez co trzeba w
konstrukcji przekładni przewidzieć łożysko
oporowe,
2. brak normalizacji kół z różnym kątem pochylenia
linii zęba
.