Коническая передача - Bevel gear - Wikipedia

«Конические шестерни» перенаправляются сюда. Информацию о компании по производству фильмов и телевидения см. Конические шестерни.

Конические шестерни находятся шестерни где оси двух валы пересекаются и зуб -опорные поверхности самих шестерен имеют коническую форму. Конические шестерни чаще всего устанавливаются на валах, разнесенных друг от друга на 90 градусов, но могут быть разработаны и для работы под другими углами.[1] Шаговая поверхность конических зубчатых колес представляет собой конус.

Коническая передача на двери рольставни.
Независимо от рабочего угла оси шестерен должны пересекаться (в точке O)
Конические зубчатые подъемники шлюз с помощью центрального винта.
Коническая коронная шестерня на заднем колесе карданный велосипед
Спирально-коническая шестерня

Вступление

Две важные концепции передачи: поверхность поля и угол наклона. Шаговая поверхность шестерни - это воображаемая беззубая поверхность, которую вы получили бы, усреднив пики и впадины отдельных зубьев. Шаговая поверхность обычной шестерни имеет форму цилиндра. Угол наклона зубчатой ​​передачи - это угол между лицевой стороной поверхности наклона и осью.

Наиболее известные виды конических зубчатых колес имеют угол наклона менее 90 градусов и поэтому имеют коническую форму. Этот вид конической передачи называется внешний потому что зубья шестерни направлены наружу. Шаговые поверхности зацепленных наружных конических зубчатых колес соосны с валами зубчатых колес; вершины двух поверхностей находятся в точке пересечения осей валов.

Конические шестерни с углами наклона более девяноста градусов имеют зубья, обращенные внутрь, и называются внутренний конические шестерни.

Конические шестерни с углами наклона ровно 90 градусов имеют зубья, которые направлены наружу параллельно оси и напоминают концы на короне. Вот почему этот тип конической шестерни называется Корона механизм.

Торцевые шестерни сопрягаются с коническими зубчатыми колесами с одинаковым количеством зубьев и осями под прямым углом.

Косые конические шестерни те, для которых соответствующие коронная шестерня имеет прямые зубы и косой.

Типы

Конические шестерни подразделяются на разные типы по геометрии:

  • Прямые конические шестерни имеют коническую ступенчатую поверхность, а зубья прямые и сужаются к вершине.
  • Спирально-конические шестерни Имеют изогнутые под углом зубцы, позволяющие плавному и плавному контакту зубьев.
  • Конические шестерни Zerol очень похожи на коническую шестерню, но зубья изогнуты: концы каждого зуба копланарны оси, но середина каждого зуба проходит по окружности вокруг шестерни. Конические зубчатые колеса Zerol можно рассматривать как спиральные конические зубчатые колеса, у которых также есть изогнутые зубья, но с нулевым углом спирали, поэтому концы зубьев совпадают с осью.
  • Гипоидные конические шестерни похожи на спиральную фаску, но скошенные поверхности гиперболический и не конический. Шестерня может быть смещена выше или ниже центра шестерни, что обеспечивает больший диаметр шестерни, более длительный срок службы и более гладкое зацепление. Если скошенную поверхность сделать параллельно оси вращения, эта конфигурация будет напоминать червячный привод. Гипоидные передачи получили широкое распространение в задних мостах автомобилей.
Гипоидная коническая передача

Торцевые шестерни

Торцевые шестерни

Торцевые шестерни представляют собой частный случай конических зубчатых колес с одинаковым числом зубьев. Валы расположены под прямым углом друг к другу, а шестерни имеют совпадающие поверхности шага и углы с конической поверхностью шага.[2]

Шестерни под углом используются для передачи вращательного движения под углом 90 градусов с соотношением 1: 1.

Геометрия конической передачи

Коническая зубчатая передача с двойным винтом, изготовленная компанией Citroën в 1927 году для гидроэлектростанции в Миржейовицах.

Профиль зуба цилиндрической шестерни соответствует эвольвенте (т. Е. Треугольной волне, спроецированной на окружность круга), тогда как профиль зуба конической шестерни представляет собой восьмигранник.[необходимо определение ] (т. е. треугольная волна, проецируемая на нормальный путь окружности сферы). Все традиционные генераторы конических зубчатых колес (например, Глисон, Klingelnberg, Heidenreich & Harbeck, WMW Modul) производят конические шестерни с восьмигранным профилем зубьев.Важно: для 5-осевых конических зубчатых колес с фрезерованием важно выбрать такой же расчет / компоновку, как и при традиционном методе производства. на основе эквивалентной цилиндрической шестерни нормального сечения с эвольвентной формой зуба демонстрируют отклоняющуюся форму зуба с уменьшенной прочностью зуба на 10-28% без смещения и на 45% со смещением [Дисс. Hünecke, TU Dresden]. Кроме того, эти «эвольвентные конические зубчатые колеса» вызывают больше шума.

Список графических образов

Зубы

Есть две проблемы, связанные с формой зуба. Один из них - профиль отдельного зуба в поперечном сечении. Другой - это линия или кривая, на которой зуб устанавливается на лицевой стороне шестерни: другими словами, линия или кривая, вдоль которой проецируется профиль поперечного сечения, формируя фактическую трехмерную форму зуба. Основное влияние как профиля поперечного сечения, так и линии или кривой зуба заключается в плавности работы шестерен. Некоторые из них приводят к более плавному ходу передач, чем другие.

Линия зуба

Зубья на конических зубчатых колесах могут быть прямыми, спиральными или "нулевыми".

Прямые зубья

В прямые конические шестерни зубья прямые и параллельны образующим конуса. Это простейшая форма конической передачи. Он напоминает прямозубую шестерню, только коническую, а не цилиндрическую. Шестерни на изображении шлюза - прямые конические. В наборах прямых конических зубчатых колес, когда каждый зуб входит в зацепление, он ударяется о соответствующий зуб, и простое изгибание зубьев шестерни может решить проблему.

Спиральные зубья

Основная статья: Спирально-коническая шестерня

Зубья спирально-конических зубчатых колес сформированы по спирали. Они чем-то похожи на цилиндрический тип. косозубые шестерни в том, что зубы расположены под углом; однако у спиральных шестерен зубья также изогнуты.

Преимущество спирального зуба перед прямым зубом состоит в том, что они входят в зацепление более плавно. Контакт между зубьями начинается на одном конце шестерни, а затем распространяется на весь зуб. Это приводит к менее резкой передаче усилия, когда в игру вступает новая пара зубьев. В прямолинейных конических зубчатых передачах резкое зацепление зубьев вызывает шум, особенно на высоких скоростях, и ударную нагрузку на зубья, которая не позволяет им выдерживать большие нагрузки на высоких скоростях без поломки. По этим причинам прямолинейные конические зубчатые передачи обычно ограничиваются линейными скоростями менее 1000 футов / мин; или, для малых передач, менее 1000 об / мин.[3]

Зубные линии Zerol

Конические зубчатые колеса Zerol - это промежуточный тип между прямыми и спирально-коническими зубчатыми колесами. Их зубы изогнутые, но не угловатые. Конические зубчатые колеса Zerol разработаны с целью дублирования характеристик прямой конической зубчатой ​​передачи, но они производятся с использованием процесса спиральной конической резки.

Изготовление конических шестерен

Основная статья: Зуборезная

Материалы, используемые в процессе изготовления зубчатых колес

Различные материалы, используемые для шестерен, включают широкий спектр чугунов, цветных и неметаллических материалов. Выбор материала шестерен зависит от:

  • Тип работы
  • Периферийная скорость
  • Требуемая степень точности
  • Способ изготовления
  • Необходимые габариты и вес привода
  • Допустимое напряжение
  • Устойчивость к ударам

Некоторые выбранные материалы включают:

  • Чугун, который пользуется популярностью благодаря своим хорошим износостойким свойствам, превосходной обрабатываемости и простоте изготовления сложных форм методом литья. Подходит там, где нужны большие шестерни сложной формы.
  • Сталь, обладающая достаточной прочностью и устойчивостью к истиранию.
  • Литая сталь, которая используется там, где нагрузка на шестерню высока, и шестерни трудно изготовить.
  • Простые углеродистые стали, которые находят применение в промышленных зубчатых передачах, где высокая прочность сочетается с высокой прочностью.
  • Легированные стали, которые используются там, где требуется высокая прочность зуба и низкий износ зуба.
  • Алюминий, который используется там, где желательна низкая инерция вращающейся массы.
  • Зубчатые колеса из неметаллических материалов обеспечивают бесшумную работу на высоких окружных скоростях.

Коническая передача

Коническая передача

Две конические шестерни в зацеплении известны как конические шестерни. В конической передаче углы делительного конуса ведущей шестерни и шестерни должны определяться по углу вала, то есть углу между пересекающимися валами. На рисунке показаны виды конической передачи.

Приложения

Коническая зубчатая передача имеет множество разнообразных применений, таких как локомотивы, судостроение, автомобили, печатные машины, градирни, электростанции, сталелитейные заводы, машины для проверки железнодорожных путей и т. Д.

Примеры см. В следующих статьях:

  • Конические шестерни используются в дифференциальные приводы, который может передавать мощность на две оси, вращающиеся с разной скоростью, например, на повороте автомобиля.
  • Конические шестерни используются в качестве основного механизма для ручная дрель. Когда ручка сверла поворачивается в вертикальном направлении, конические шестерни изменяют вращение патрона на горизонтальное. Конические шестерни ручной дрели имеют дополнительное преимущество, заключающееся в увеличении скорости вращения патрона, что позволяет сверлить широкий спектр материалов.
  • Шестерни в строгальный станок с конической зубчатой ​​передачей допускают незначительную регулировку во время сборки и допускают некоторое смещение из-за прогиба при рабочих нагрузках без концентрации нагрузки на конце зуба.
  • Конические шестерни со спиральными зубьями являются важными компонентами винтокрылый аппарат приводные системы. Эти компоненты необходимы для работы на высоких скоростях, высоких нагрузках и большом количестве циклов нагрузки. В этом применении спирально-конические шестерни используются для перенаправления вала от горизонтального газотурбинного двигателя к вертикальному ротору. Конические шестерни также используются в качестве редукторов скорости.
Конические шестерни на зерновая мельница в Дордрехт. Обратите внимание на деревянные зубчатые вставки на одной из шестерен.

Преимущества

  • Этот механизм позволяет изменять рабочий угол.
  • Различное количество зубьев (эффективный диаметр) на каждом колесе позволяет механическое преимущество быть измененным. Увеличивая или уменьшая соотношение зубьев между ведущим и ведомым колесами, можно изменить соотношение вращений между ними, что означает, что вращательный привод и крутящий момент второго колеса может быть изменено по отношению к первому, с увеличением скорости и уменьшением крутящего момента, или уменьшением скорости и увеличением крутящего момента.

Недостатки

  • Одно колесо такой передачи предназначено для работы с дополнительным колесом и никаким другим.
  • Должен быть точно установлен.
  • Подшипники валов должны выдерживать значительные усилия.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фред Герберт Колвин; Фрэнк Артур Стэнли (1914). Справочник американских машиностроителей и Словарь терминов для магазинов: Справочник математических данных, методов и определений для магазинов и чертежных комнат. Книжная компания Макгроу-Хилл, инкорпорейтед. п. 121. Получено 14 августа 2014.
  2. ^ "Какое определение для митры?". toolingu.com. Получено 2014-03-11.
  3. ^ Даути и Валланс, Конструкция элементов машин.

внешняя ссылка