Str057 (7)

5. PRZEKŁADNIE ZĘBATE 5.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE

Przekładniami mechanicznymi nazywamy mechanizmy służące do przenoszenia energii, co zazwyczaj połączone jest ze zmianą prędkości i odpowiednią zmianą sił i momentów, czasem również ze zmianą charakteru ruchu.

Potrzeba wprowadzenia przekładni pomiędzy silnikiem a maszyną roboczą podyktowana jest wymaganiami funkcjonalnymi, konstrukcyjnymi lub gospodarczymi. Bezpośrednie powiązanie silnika z maszyną roboczą jest w wielu przypadkach utrudnione. O potrzebie wprowadzenia przekładni decydują często: wzgląd na rozwiązanie konstrukcyjne całości maszyny, bezpieczeństwo pracy, wygoda obsługi itd.

Zębata przekładnia mechaniczna składa się z dwóch lub więcej kół przenoszących energię w skutek ich zazębienia.

W przekładniach zębatych stosowanych w budowie maszyn najbardziej rozpowszechniony jest zarys ewolwentowy. Spełnia on podstawowe wymagania dotyczące ciągłości ruchu i stałości przełożenia.

Zarys ewolwentowy ma następujące zalety:

-    zęby kół można wykonać między innymi za pomocą noża zębatkowego z zębami o zarysach prostoliniowych, dających się łatwo i dokładnie wykonać;

-    za pomocą tego samego narzędzia można wykonać koła o różnych liczbach zębów, które następnie dają się kojarzyć w dowolne pary, bez względu na liczbę zębów w każdym kole;

-zęby mogą być wykonane metodą obwiedniową, zapewniającą nie tylko dużą wydajność, ale też dużą dokładność wykonania;

-    kierunek działania siły międzyzębnej nie ulega zmianie podczas pracy, pokrywa się bowiem z kierunkiem wspólnej stycznej do okręgów zasadniczych, co ma poważny wpływ na charakter pracy przekładni, gdyż odpada jeden z czynników wywołujących procesy drgania.

-    za pomocą tego samego narzędzia można wykonać zęby z przesunięciem, których zarys odpowiada innej części tej samej ewolwenty.

Główną wadą ewolwentowego zazębienia zewnętrznego są stosunkowo duże naciski jednostkowe między zębami, wynikające z tego, że zęby stykają się wypukłościami, co zmniejsza wypadkowy promień krzywizny. Na skutek tej wady w kołach ewolwentowych stosuje się materiały o podwyższonej wytrzymałości na naciski (naprężenia stykowe).

Podczas przenoszenia momentu obrotowego normalna siła w zazębieniu F„ wywołuje naprężenia stykowe 0„ na powierzchni zęba i zginające 0_F w jego przekroju. Naprężenia te nie są naprężeniami stałymi, lecz naprężeniami zmieniającymi się. Naprężenia zmienne są przyczyną zmęczeniowego zniszczenia zębów: pittin-gu na powierzchni roboczej zębów oraz złamania zębów.

Pitting jest podstawowym rodzajem zniszczenia powierzchni roboczych zębów przekładni zamkniętych. Warunkiem zapobiegania pittingu jest dotrzymanie warunku On <: 0hp, gdzie 0hp - dopuszczalne naprężenia stykowe. Warunkiem zapobiegania złamania zmęczeniowego zębów jest dotrzymanie warunku o> <: 0n>, gdzie 0_FP -dopuszczalne naprężenia gnące.

Dla otwartych przekładni zębatych podstawowym rodzajem zniszczenia zębów jest zużycie ścierne. Dotychczas jeszcze nie zostały opracowane metody obliczeń na zużycie, ale jest wiadomo, że zużycie zależy w pierwszej kolejności od nacisków powierzchniowych. W związku z powyższym obliczanie przekładni otwartych przeprowadza się z warunku Oh^Ohp, skąd wyznacza średnicę zębnika i zakładając z_x~\l określa wartość modułu m. Otrzymaną w taki sposób wartość m, przyjmując pod uwagę zużycie zęba zwiększa się o 50% i zaokrągla do wartości z szeregu znormalizowanego.

Podstawowe kinematyczne i geometryczne zależności Przekładnie walcowe:

-    moduł normalny, mm m_n\

-    średnice okręgów kół zębatych, mm

-    tocznych    d_w ](2)= ^mn z₁₍₂₎/cos/S;

-    wierzchołków zębów d_a i₍₂) = m„ (z_l(2)/cosp + 2);

- stop zębów    d = m„ (z ₁₍₂₎/cos/? -2,5);

- zasadniczych    db i(2)⁼ d_wl(₂) cos a;

-    odległość osi, mm a_w = 0,5(d_wl+d_w2);

- przełożenie    u = n_x/n₂=d_w2/d_wi= z₂/z_x,

-    kąt pochylenia linii zęba, st. dla przekładni:

-    o zębach prostych p = 0°;

-    o zębach skośnych p = (8°...22°);

-    szerokość wieńca, mm:

- koła zębatego    ^₂='^'m d_w\= Tpba^aw\

-zębnika    b_x = b₂+ (3...5) mm;

- prędkość kół, m/s    ■^-■nd_wxn\l(6Q\Qⁱ)-Przekładnie stożkowe:

-moduł, mm:

-    w przekroju średnim m _m;

-    w przekroju zewnętrznym m_K;

-    kąty stożków podziałowych, st.

d,= arctg(l/u); <5₂=arc tg(u);

-    średnice okręgów kół zębatych, mm:

-    w przekroju średnim d_m ,₍₂₎= m_mz_H2);

-    podziałowych w przekroju zewnętrznym

de i(2) ~ ^mteZ\{₂)',

-    wierzchołków zębów d_oc ](2)= d_cul)+2 m,_ć cos (5i₍₂₎;

-    stop zębów    dfei_m -d_c\(2)-2,4m_le cosó₁₍₂₎;

-    przełożenie

u = n_x/n₂=d_m2/d_ml=z₂/z_l= tg<L= tglAh;

-    kąt pochylenia linii zęba, st. dla przekładni:

-    o zębach prostych p = 0°;

-    o zębach kołowych p - (25°, 30°, 35°, 40°);

-    prędkość kół, m/s -i?    ! /j i/(60 10³)-