Зубчатые и цепные передачи кранов на железнодорожном ходу

Зубчатые и цепные передачи кранов на железнодорожном ходу

Зубчатые колеса и цепи предназначены для передачи вращательного движения с одного вала на другой, при этом передача может осуществляться с изменением величины усилия или направления движения и скорости.

Зубчатыми колесами могут передаваться движения между параллельными валами (в этом случае передача называется цилиндрической, рис. 101, а), между перпендикулярно расположенными пересекающимися валами (в этом случае зубчатая передача носит название конической, рис. 101, б) и, наконец, между перпендикулярно расположенными, но не пересекающимися валами (передача называется червячной, рис. 101, в).

Соединение деталей в зубчатых передачах достигается благодаря наличию на поверхности этих деталей зубьев, сцепляемых друг с другом.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Детали, на поверхности которых нанесены зубья, называют зубчатыми колесами, причем если диаметр этих колес небольшой, то их чаще называют шестернями.

Рис. 101. Зубчатые передачи» о —цилиндрическая; б—коническая; в —червячная

Зубчатые колеса, у которых зубцы нарезаны на наружной поверхности обода, называют зубчатыми колесами с внешним зацеплением. Колеса, у которых зубцы нарезаны с внутренней стороны обода, носят название зубчатых колес с внутренним зацеплением. Зубчатое колесо, передающее движение, называется ведущим, а колесо, воспринимающее движение, называется ведомым.

Рассмотрим основные элементы и положения, определяющие зацепление зубчатых колес (рис. 102). Диаметр окружности, по которой происходит касание зубьев, называют начальной, или делительной, окружностью (Dn.o).

Отношение диаметров начальных окружностей ведущего и ведомого колес называют передаточным числом. Если передаточное число больше единицы, т. е. передача идет с большего на меньшее колесо, такая передача является ускорительной. Если передача осуществляется с малого колеса на большое, то ее называют замедляющей. В этом случае передаточное число меньше единицы. Так как число зубьев пропорционально диаметрам колес, передаточное число может быть определено как отношение числа зубьев ведущего и ведомого колес. Промежуток между двумя соседними зубьями называют впадиной.

Толщиной зуба считается размер, измеренный по делительной окружности. Боковые стороны зубьев представляют собой правильную кривую поверхность, выполненную по эвольвенте и обеспечивающую касание зубьев без их защемления.

Суммарную величину толщины зуба и ширины впадины называют шагом Т зубчатого зацепления и определяют ее как произведение величины модуля и постоянного числа я, равного 3,14, т. е. Т = 3,14 т.

Все размеры зубьев определяют в зависимости от так называемого модуля зацепления т. Величина модуля, измеряемая в миллиметрах, равна Т

Рис. 102. Зубчатое зацепление и основ ные элементы зуба

Толщина зуба в колесах с обработанными зубьями берется равной половине шага Т, при этом допуск на неточность изготовления всегда устанавливают в сторону уменьшения толщины зуба и увеличения ширины впадины. В зубчатых колесах с нормальными зубьями высота головки Иг берется равной значению модуля; высота ножки зуба Я2 принимается несколько больше модуля -примерно 1,2 т. В результате при зацеплении зубьев они не встают в распор и обеспечивают радиальный зазор 0,2 т.

Диаметр начальной окружности равен произведению модуля на число зубьев, т. е. DH.0 = ml. Исключение составляет коррегирован-ное т. е. исправленное, зацепление, где соотношения эти несколько

Диаметр колес, замеренный по наружной кромке зубьев называют пиаметром выстуров, а диаметр, замеренный по углублению впадин называют диаметром по впадинам.

Расстояние между центрами осей двух сцепленных колес называют межцентровым расстоянием. Оно равно половине произведения модуля на суммарное количество зубьев обоих колес.

Значение всех этих основных величин во многом помогает определять основные данные зубчатых колес при сильном износе зубьев. Замерив, например, межцентровое расстояние и сосчитав количество зубьев шестерен, всегда можно подсчитать величину модуля.

Замерив высоту зуба и зная, что эта высота должна быть равна 2, 2т, можно найти величину модуля.

Значение модуля также можно проверить, разделив диаметр колеса по зубу на количество зубьев, увеличенное на два.

Цилиндрические передачи. Если на цилиндрической поверхности зубья колеса расположены параллельно его оси, то такие колеса называют колесами спрямым зубом. Если же направление зубьев наклонное, то колеса называют косозубыми. Встречаются колеса, в которых зубцы расположены в «елочку» —так называемые шевронные колеса. Сравнительно часто зубья выполняются по винтовой линии.

Все эти сложные направления зубьев предусматривают увеличение длины зуба и увеличение количества зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, благодаря чему передачи работают спокойнее и способны передавать большие усилия.

Конические передачи. Если в цилиндрической передаче толщина зуба одинакова по всей его длине, то в конических колесах толщина зуба уменьшается по мере приближения к оси колеса. Поэтому в конических колесах различают два модуля: большой, определяемый по большому диаметру, и малый, определяемый по малому диаметру колеса.

Угол между осевыми линиями двух сцепляющихся конических колес в большинстве случаев бывает равным 90°, однако он может быть как больше, так и меньше 90°.

Угол конусной поверхности, образуемый линией касания зубьев сцепленных конических колес, называют углом начального конуса.

Все основные понятия —модуль, шаг, начальная окружность, диаметры по зубу и по впадине, толщина зуба, ширина впадины и т. д. —в конических колесах аналогичны цилиндрическим колесам.

Червячная передача состоит из червяка, червячной шестерни или кодеса.

Червяк имеет вид цилиндрического тела, на поверхности которого сделана винтовая нарезка. Профиль нарезки представляет собой прямой зуб соответствующего модуля. Количество нарезок на одном червяке может быть различно; в зависимости от этого и червяки бывают одно-, двух- и многозаходные. По направлению винтовой нарезки червяки бывают с правой нарезкой и с левой. Червячное колесо имеет форму диска, на цилиндрической поверхности которого нарезаны винтовые зубья. Передаточным числом червячной передачи называется отношение числа зубьев шестерни к числу заходов червяка. Так как количество заходов червяка во много раз меньше числа зубьев на шестерне, то червячная передача имеет большое передаточное число.

Величина угла наклона винтовой нарезки червяка имеет большое значение в работе передачи. Если угол наклона невелик и не выходит за пределы 4—5°, то червячная передача обладает свойством самоторможения.

Самотормозящая передача допускает движение лишь при условии, что ведущим элементом будет червяк, а ведомым —червячное колесо. Заставить вращаться червяк посредством вращения колеса в этом случае не представляется возможным. Благодаря этому ценному свойству самотормозящая червячная передача нашла широкое распространение в механизмах крана, преимущественно в механизмах подъема стрелы.

При большом угле наклона винтовой нарезки червяка червячная передача теряет свойство самоторможения и допускает передачу в обратном направлении, т. е. передачу, когда ведущим элементом является колесо, а ведомым—червяк. В этом случае осуществляется ускорительная передача с большим передаточным числом.

Материалом для червяка чаще всего служит сталь, а для червячных колес — бронза, чугун, а в отдельных случаях и неметаллические материалы, как-то: текстолит и другие специальные пластмассы.

В процессе работы червячных передач возникают большие силы трения на рабочих поверхностях, поэтому во избежание задиров поверхности соприкасания должны быть тщательно обработаны и обеспечены условия хорошей смазки. Термическая обработка, шлифовка рабочих поверхностей, хорошая их смазка — все это значительно улучшает условия работы передачи, снижает износ зубьев, удлиняя срок работы червячной передачи.

Цепные передачи предназначены для передачи движения между параллельными валами, отстоящими друг от друга на значительном расстоянии. Цепная передача осуществляется ведущей и ведомой звездочками при помощи третьего элемента —цепи. Звездочка, передающая движение, называется ведущей, а звездочка, воспринимающая движение, — ведомой.

Передаточным числом в цепной передаче является отношение числа зубцов ведущей звездочки к числу зубцов ведомой, при этом передача может быть как замедлительной, так и ускорительной. В отличие от зубчатой в цепной передаче обе соединенные цепью звездочки вращаются в одну и ту же сторону.

Исходным размером для цепей является величина шага цепи, т. е. размер между осями двух соседних втулок; в зависимости от этого размера устанавливаются все остальные размеры цепи. В качестве приводных наиболее часто применяются втулочно-роликовые цепи (рис. 103, а). Они состоят из наружных звеньев: двух пластин, в отверстия которых впрессованы валики, и внутренних звеньев — двух пластин, в отверстия которых впрессованы втулки.

На втулку внутреннего звена свободно садится ролик, воспринимающий на себя усилия от зубьев звездочек. При соединении наружных и внутренних звеньев образуется цепь с хорошими и прочными шарнирными соединениями. Аналогичные цепи, но без роликов, носят название втулочных цепей.

На рис. 103, б показана цепь механизма передвижения крана ПК-6.

При передаче больших усилий применяют цепи двухрядные и многорядные. В целях предохранения от быстрого износа цепи должны быть хорошо смазаны. В быстроходных передачах цепи заключают в кожуха и смазка подается непрерывно от специальных смазочных устройств— капельных и приводных масленок.

Рис. 103. Приводные втулочно-роликовые цепи:
а — втулочно-роликовая цепь; б—цепь механизма передвижения крана ПК-6; 1 — наружные пластины; 2 — втулка; 3 — внутренние пластины; 4 — валик; 5 — шайба

Для нормальной работы цепи звездочки должны быть расположены в одной плоскости, а цепь, в особенности при большом межцентровом расстоянии, должна иметь надлежащее натяжение и не болтаться. Натяжение цепи достигается постановкой специальных натяжных звездочек или посадкой одной из звездочек на перемещающуюся ось.

Изготовление зубчатых колес.

Любой сложности, на заказ.

Главная / Технологии / Производство зубчатых колес высокой точности методом наката.

Сейчас зубчатое колесо является важным и незаменимым элементом миллионов конструкций, используется в быту и промышленности. Это деталь, без которой невозможна работа большинства агрегатов, причём, не только крупных промышленных, но и компактных, используемых ежедневно. Зубчатое колесо ещё называют шестерней. Оно является основным элементом подвижного соединения, и представляет собой диск с зубьями. В машиностроении используются различные виды этой детали, и в зависимости от количества зубьев их подразделяют на малые – их называют шестерни и большие, их называют зубчатые колёса.

Конструктивные особенности

Для того чтобы получить плавное и надёжное зацепление зубчатое колесо должно иметь не менее 6 зубьев. Отсюда и пошло название шестерня. Обычно такие детали используются парами, причём они обычно отличаются по количеству зубьев. Это необходимо для преобразования вращающего момента. При этом, колесо, на которое он воздействует, называют ведущим, а то с которого снимается – ведомым. В зависимости от соотношения их диаметров, изменяется и частота вращения. А точность сопряжения зубьев в передаче определяется нормативными документами.

Благодаря установленным нормам, определяется точность сопряжения зубьев в передаче.

Классификация

В машиностроении используются зубчатые колеса двух типов:

• цилиндрические;




• конические.

У первых профиль зубьев чаще всего имеет эвольвентную боковую форму. Выпускают детали, основанные и на других типах кривых. Например, в храповых механизмах обычно используют колеса с асимметричным сечением зуба.

Конические детали применяются в агрегатах, для работы которых необходимо передавать момент с одного вала на другой, при этом их оси должны пресекаться. Зубчатые колеса этого вида могут иметь следующие виды профилей:

• прямую;




• тангенциальную;




• круговую;




• криволинейную.

Первые и вторые обычно используются для передач между параллельными валами и являются одними из самых востребованных. Круговые зубчатые колёса знакомы всем автомобилистам, так как обеспечивают работу коробки передач.

Специфика изготовления

Промышленное производство шестерён выполняется различными способами. Один из наиболее распространённых способов изготовления, называется метод обкатки. Процесс изготовления в этом случае заключается в нарезке зубьев за счёт взаимодействия детали и инструмента. Гребенка совершает возвратно-поступательные движения относительно детали, в то время как последняя вращается с постоянной скоростью. Двойной ход приводит к смещению инструмента и заготовки на один шаг.

Кроме обкатки существуют и другие методы изготовления шестерён:

• деления;




• копирование;




• накатывание.

В первом нарезка зуба выполняется дисковой фрезой, установленной на универсальном фрезерном станке.

Производство шестерён копированием в промышленных масштабах не ведётся. Этот способ используется достаточно редко и только в ремонтных работах, так как имеет ряд недостатков: низкую производительность и точность, необходимость применения инструмента различных типоразмеров.

Метод накатывания используют для изготовления зубчатого колеса высокой точности. В этом случае, производится нагрев внутреннего слоя заготовки при помощи индукционных токов до достижения металлом пластического состояния. Затем деталь обрабатывается зубонакатным инструментом в несколько этапов. И только на последнем из них зубьям придаётся заданная форма.

Сфера применения

Первые шестерни появились ещё до нашей эры, использовали их в водяных часах, затем в подъёмных механизмах, в военных машинах, в мельницах. С тех пор зубчатое колесо прошло очень длинный и интересный путь. Сегодня оно является важным элементом многих машин и механизмов, используемых в следующих отраслях промышленности: машино- и судостроении, в буровых установках, автомобильном и железнодорожном транспорте, строительной и бытовой технике, часах и робототехнике.

КАК СДЕЛАТЬ ЗАКАЗ?

Если у вас возникли вопросы или вы хотите узнать цены, обращайтесь в отдел сбыта по телефону:

+7 (4842) 75-10-21 (многоканальный) 

или на e-mail: 

[email protected]

Профессиональные сотрудники предоставят Вам дополнительную информацию и помогут оформить заявку.

Отправляя заявку я даю свое согласие на обработку моих персональных данных

Зубчатые передачи | KHK Производитель зубчатых колес

• ВЕРШИНА

>

• Знание передач

>

• Технический справочник по шестерням

>

• org/ListItem»>

  Зубчатые передачи

Шестерни не могут работать исключительно для передачи мощности. Для работы должны быть зацеплены как минимум две или более шестерни. В этом разделе представлена ​​простая зубчатая передача «Одноступенчатая зубчатая передача» и ее использование в паре для «Двухступенчатой ​​зубчатой ​​передачи».

2.1 Одноступенчатая зубчатая передача

Пара зубчатых зацеплений является базовой формой одноступенчатой ​​зубчатой ​​передачи. На рис. 2.1 показаны формы одноступенчатой ​​зубчатой ​​передачи.

В одноступенчатой ​​зубчатой ​​передаче, которая состоит из числа зубьев z1 и z2 на ведущей и ведомой шестернях и их соответствующих оборотов, n1 и n2. Соотношение скоростей:

Коэффициент скорости i = z2 / z1 = n1 / n2 (2.1)

Зубчатые передачи можно разделить на три типа в соответствии со значением передаточного числа i :

Коэффициент скорости я
Передаточное отношение i = 1, Равные скорости: n1 = n2
Передаточное отношение i > 1, Снижение: n1 > n2

Для очень распространенных случаев зацепления прямозубых и конических шестерен, см. рис. 2.1 (A) и (B), направление вращения ведущей и ведомой шестерен меняется на противоположное. В случае внутреннего зубчатого зацепления, см. рисунок 2.1 (C), обе шестерни имеют одинаковое направление вращения. В случае червячной сетки, см. рис. 2.1 (D), направление вращения z2 определяется его винтовой рукой.

Рис. 2.1 Одноступенчатые зубчатые передачи
(A) Пара цилиндрических шестерен

(B) Конические шестерни

(C) Цилиндрическая и внутренняя шестерня

(D) Пара червячных шестерен

В дополнение к этим четырем основным формам в качестве особого типа можно рассматривать комбинацию реечной передачи. Смещение рейки, при вращении θ ответной шестерни:

Где:
πm — эталонный шаг
z1 — количество зубьев шестерни

Рис. 2.2 Рейка и шестерняw

2.2 Двухступенчатая зубчатая передача

В двухступенчатой ​​зубчатой ​​передаче используются последовательно две одноступенчатые передачи. На рис. 2.3 представлена ​​базовая форма двухступенчатой ​​зубчатой ​​передачи с внешним зацеплением. Пусть первая передача на первой ступени будет ведущей. Тогда передаточное отношение двухступенчатой ​​зубчатой ​​передачи равно:

Коэффициент скорости i = z2 / z1 X Z4 / Z3 = n1 / n2 x n3 / n4 (2.3)
В этом расположении n2 = n3

В двухступенчатой ​​зубчатой ​​передаче, рис. 2.3, шестерня 1 вращается в том же направлении, что и шестерня 4.

Рис. 2.3 Двухступенчатая зубчатая передача

Если шестерни 2 и 3 имеют одинаковое количество зубьев, то поезд упрощается, как показано на рис. 2.4. В этой конструкции шестерня 2 известна как промежуточная шестерня, которая не влияет на передаточное число. Тогда соотношение скоростей равно:

Передаточное число i = z2 / z1 x z3 / z2 = z3 / z1 (2.4)

Рис. 2.4 Одноступенчатая зубчатая передача с натяжным роликом

В Таблице 2.1 представлены примеры расчета для двухступенчатой ​​зубчатой ​​передачи на Рис. 2.3.

Таблица 2.1 Передаточное число двухступенчатых зубчатых передач

RPM: Число оборотов в минуту
Заданное здесь значение соответствует значениям, предварительно заданным разработчиком.

Приложение – Зубчатая передача

Эта статья воспроизводится с разрешения.
Масао Кубота, Хагурума Нюмон , Токио: Омша, Лтд., 1963.

Механизм с двумя или более зубчатыми колесами, соединенными последовательно, и его оси сблокированы соответствующим звеном для передачи мощности и увеличения/уменьшения скорости вращения, называется зубчатой ​​передачей. Два входных движения можно поместить в одну взаимосвязанную зубчатую передачу, но нельзя поместить три или более входных движения. Среди этих двух входных движений вы можете придать произвольное движение для перемещения одного элемента относительно фиксированного пространства, но на самом деле вы можете только зафиксировать элемент или повернуть элемент вокруг вращающейся пары. Другое входное движение ограничено тем, которое вызывает блокировку механизма относительной блокировки.

Относительное движение шестерен с параллельными осями, таких как прямозубые и косозубые, представлено контактом качения их делительной окружности (радиус делительной окружности пропорционален количеству зубьев, если модуль постоянный). Таким образом, окружная скорость в точке тангажа (точка контакта окружности тангажа) является общей для обеих шестерен, и отношение скорости вращения каждой шестерни в зубчатой ​​передаче с фиксированной опорой легко определяется с использованием характеристик.

Когда опорная рама вращается, соотношение скоростей можно определить, нарисовав векторную диаграмму скорости вращения, используя точку шага в моментальном центре относительного движения обеих шестерен. В качестве альтернативы вы можете определить отношение скорости вращения путем наложения относительных движений, рассматриваемых последовательно. В случае конических зубчатых колес относительное движение представлено контактом качения делительного конуса (синус угла половины вершины делительного конуса пропорционален числу зубьев, если модуль постоянный), поскольку валы пересекаются. Следовательно, скорость вращения может быть представлена ​​вектором направления вращения вала. В этом случае линия контакта делительного конуса становится мгновенной осью относительного движения.

Ссылки по теме :
齿轮技术资料
Знать направления вращения и число оборотов шестерен

Простой гений зубчатой ​​механики

Слово «шестерня» вошло в лексикон нашей культуры во многих смыслах, часто с метафорами, связанными с ее назначением в качестве механического элемента. Когда футбольная команда плохо играет, ее тренер может сказать, что игроки так и не переключились на первую передачу. Когда люди меняют направление своей жизни, они говорят о переключении передач.

В одном из эпизодов «Гриффинов» главный герой Питер Гриффин говорит, что жизненные разочарования «шлифуют его шестеренки». А еще есть такая цитата из шекспировского «Венецианского купца»: «Ну, если Фортуна женщина, то она хорошая девка для этого снаряжения». (Современный перевод: Если удача — дама, она хороша в этом деле.)

Перевод, который связывает «снаряжение» и «бизнес», хорошо подходит сегодня. Шестерни используются во многих потребительских товарах — от принтеров до диспенсеров для бумажных полотенец — и являются полезным механическим элементом, который может помочь нам увеличить крутящий момент или скорость инноваций. В этой части 1 серии из двух частей о шестернях объясняется, что они собой представляют, когда их использовать, а также некоторые основные расчеты. Во второй части будут обсуждаться альтернативные типы шестерен и способы их использования в прототипах.

Шестерня — это механический элемент с зубьями, который сцепляется с зубьями другой шестерни. Наиболее распространенным типом является прямозубая шестерня круглой формы с треугольными зубьями. Зубчатые рейки имеют ту же форму зубьев шестерни, но зубья расположены по прямой линии. Когда несколько шестерен находятся в зацеплении друг с другом, это называется зубчатой ​​передачей.

Когда нужны шестерни?

Любой, кто ездил на многоскоростном велосипеде, знает цену шестерням. Когда едешь в гору, крутить педали становится сложнее, поэтому ты переключаешься вниз. Легче крутить педали, но чтобы подняться в гору, нужно крутить педали больше оборотов. На спуске легче крутить педали, поэтому переключаешься вверх. Это затрудняет вращение педалей, но вы можете получить гораздо более высокую максимальную скорость.

Обычная причина, по которой продукту требуется шестерня или набор шестерен, заключается в том, что ему требуется больший крутящий момент или вращательное усилие. Например, у игрушечной машинки может быть очень маленький двигатель, который может вращаться очень быстро, но колеса могут быть слишком тяжелыми, чтобы двигатель мог ее двигать. В этом случае добавление зубчатой ​​передачи увеличивает крутящий момент, который двигатель может выдать, чтобы он мог приводить в движение колеса.

В некоторых случаях шестерни могут увеличивать скорость вращения. Например, зарядные устройства с ручным приводом требуют, чтобы двигатель внутри вращался очень быстро, чтобы вырабатывать электричество и заряжать аккумулятор. Ручной кривошип соединен с зубчатой ​​передачей, работающей в обратном направлении, которая увеличивает скорость вращения коленчатого вала от руки к двигателю и генерирует больший ток от двигателя.

Еще одна причина использовать шестерни — умножить количество вращательных выходов. В полноприводном автомобиле поршни срабатывают, чтобы вращать один коленчатый вал. С помощью ряда шестерен и осей этот единственный выход можно расширить, чтобы вращать все четыре колеса одновременно.

Основы зубчатых колес

Самый простой способ понять эффект, который может иметь зубчатая передача, — это начать с цилиндрического зубчатого колеса, которое характеризуется количеством зубьев и шагом. Шаг — это размер зубьев шестерни, а именно расстояние от точки на одном зубе до соответствующей точки на следующем зубе. Чем выше шаг, тем меньше зубья шестерни и меньше диаметр шестерни. Например, шестерня с 46 зубьями и шагом 48 (48 зубьев на дюйм) имеет диаметр 1 дюйм, а шестерня с 46 зубьями и шагом 64 имеет диаметр 3/4 дюйма. Шестерни, которые находятся в зацеплении, должны иметь одинаковый шаг, чтобы правильно зацепляться и двигаться.

Основной характеристикой зубчатой ​​передачи является передаточное число. Передаточное отношение — это множитель силы, который зубчатая передача добавляет к двигателю. Например, передаточное отношение 2:1 (говорим, 2 к 1) умножает крутящий момент двигателя на 2, а скорость делится на 2.

Передаточное число легко рассчитать в двухступенчатой ​​системе. Это просто количество зубьев на выходной шестерне, деленное на количество зубьев на шестерне двигателя. Между двигателем и выходной шестерней можно разместить любое количество шестерен; пока они находятся на разных осях, они не изменят передаточное отношение системы. Они называются промежуточными шестернями и не влияют на передаточное число.

Составные шестерни

Когда две или более шестерни закреплены на общей оси, это называется составной шестерней. Когда составные шестерни собраны вместе в зубчатую передачу, они могут создавать больший крутящий момент при гораздо меньшем размере, чем двухступенчатая передача. Сервоприводы — отличный пример использования составной зубчатой ​​передачи. В них используется очень маленький двигатель, который может вращаться очень быстро и приводит в движение сложную зубчатую передачу, создавая огромный крутящий момент при небольшой площади основания.