2. Заедание зубьев наблюдается в высоконагруженных и высокоскоростных зубчатых, а также червячных передачах .
В местах контакта из-за трения развивается высокая температура, способствующая снижению вязкости масла, разрыву масляной пленки и образованию металлического контакта зубьев. Происходит молекулярное сцепление (микросварка) частиц металла. Растет сопротивление вращению, наросты металла на зубьях задирают рабочие поверхности сопряженных зубьев.
Достоинства и недостатки ременных передач
Для управления распределительными валами, которые должны вращаться наполовину коленчатыми относительно коленчатого вала, дизайнеры предлагают в основном три решения, в том числе использование зубчатых ремней, цепей и зубчатых колес соответственно. В нескольких случаях вы можете воспользоваться «смешанными» или двухэтапными схемами, где это так.
Устройство и назначение
Выбор: какие из них предпочитают по мере необходимости. На этапе проектирования, когда вы выбираете, какой корпус использовать для передачи зубчатого венца распределительного вала, учитываются разные голоса, которые могут значительно варьироваться в зависимости от типа двигателя и предполагаемого использования, к которому будет приводиться транспортное средство, Для стандартных моделей важно серьезное молчание, высокая прочность и низкая стоимость. Для гоночных достижений эти три голоса практически неважны, в то время как надежность и полная точность в передаче движения важны.
3. Поломка зубьев. Причина – напряжение изгиба σ F . Это основной вид разрушения высокотвердых (Н 0 ≥ 56 HRC) и открытых передач.
В открытых передачах в результате плохой смазки и абразивного истирания поверхностей зубьев от грязи выкрашивание не успевает развиться, но уменьшаются размеры сечений зубьев, растут напряжения изгиба σ F . Возрастают зазоры, удары, шум. Усталостная поломка в этом случае связана с развитием трещин 3 на растянутой стороне ножки зуба (рис.4.3, б). В высокотвердых передачах зубья хрупкие, поверхность их имеет хорошее сопротивление выкрашиванию, но хуже противостоит прогрессирующему трещинообразованию в основании зуба.
По направлению вращения шкива
На каждом из зубчатых ремней обычно имеется натяжной ролик и, как правило, направляющий ролик. Вращение распределительного вала является нерегулярным, с последовательностью шагов поглощения и возврата энергии на эксцентрическом уровне. Вращение коленчатого вала неравномерно из-за импульсов, которые он получает от различных цилиндров через шатуны, когда происходят полезные фазы. Эта ситуация приводит к колебаниям цепей. Контрмеры состоят из эффективных систем не только для натяжения, но и для вождения.
4. Смятие рабочих поверхностей (пластические сдвиги) или хрупкое разрушение (Н 0 ≥ 56 HRC) зубьев при кратковременных значительных перегрузках или ударном приложении нагрузки.
5. Отслаивание твердого поверхностного слоя при значительных контактных напряжениях и зарождении усталостных трещин в глубине под упрочненным слоем.
Короче говоря, нужны эффективные торсионные пружины и тщательно разработанные противоскользящие ботинки. Само собой разумеется, что сокращение длины цепи является полезным в этом отношении. Аналогичные соображения применимы, конечно, к зубчатым ремням, каждый из которых обычно действует как ролик шины и обычно также направляющий ролик. В последнее время автоматические натяжители начали распространяться, но во многих случаях для достижения ожидаемого напряжения мы полагаемся на позиционирование натяжного ролика при установке ремня.
Моторы соревнования также используют каскадные шестерни, потому что они не подвержены колебаниям, например, касающимся ремней и цепей, и поэтому команда намного более строгая. Через других производителей был установлен зубчатый ремень, пока этот орган для передачи велосипеда не стал более распространенным, чем цепь, для команды распределения. В последние годы, однако, цепи восстановили большую часть утраченных позиций.
- 1) высокая нагрузочная способность;
2) малые габариты;
3) большая надёжность и долговечность (40000 ч);
4) постоянство передаточного числа;
5) высокий КПД (до 0,97…0,98 в одной ступени);
6) простота в эксплуатации.
Недостатки зубчатых передач
- 1) повышенные требования к точности изготовления и монтажа;
2) шум при больших скоростях;
3) высокая жёсткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.
Зубчатые передачи нашли самое широкое распространение среди механических передач благодаря целому ряду достоинств, из которых важнейшие: компактность, высокий к. п. д., постоянство передаточного числа, большая долговечность и надежность в работе, возможность осуществления передачи практически любых мощностей при практически любых скоростях и передаточных отношениях, простота обслуживания.
На велосипеде зубчатые ремни имели довольно скромную диффузию. Несколько лет спустя появились серии герцогов из серии «Пантала» с одностворчатым деммодромным распределением, приводимым в движение двумя зубчатыми ремнями, которые двигались с вспомогательного вала, приводимого в движение коленчатым валом, используя пару шестерен.
Основной слабостью ремней является их долговечность, значительно меньшая, чем у цепей. Частота, с которой они должны быть заменены, указана производителями. Ситуация улучшилась, и сегодня некоторые производители могут предлагать ремни еще намного дольше. В секторе мотоциклов дома требуют, чтобы замена выполнялась после поездок, которые обычно значительно ниже.
Вопрос 31
Цепная передача - это передача механической энергии при помощи гибкого элемента - цепи, за счёт сил зацепления. Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (напр., цепной вариатор).
Состоит из ведущей и ведомой звездочки и цепи. Цепь состоит из подвижных звеньев. В замкнутое кольцо для передачи непрерывного вращательного движения концы цепи соединяются с помощью специального разборного звена.
По конструкции шкивов
Хорошей практикой является замена ремнем натяжителя и направляющих роликов, которые обычно снабжаются их опорами. После установки важно, чтобы ремень придал правильному натяжению; Если двигатель не оснащен автоматическим натяжителем, операция может быть критической. Не было нескольких случаев, когда ремни разрастались после даже очень скромного пробега, только потому, что они не были натянуты должным образом.
Хорошей практикой является замена натяжителя и направляющего ролика ремнем, который обычно поставляется с опорой. В области мотоциклов ремни не очень понравились, потому что их площадь поперечного сечения значительно выше, чем у цепей. Однако необходимость использования зубчатых шкивов большого диаметра, чтобы не упасть ниже разрешенного минимального диаметра, может оказаться невыгодным. Сильные стороны органов управления зубчатым ремнем - низкая стоимость и большая простота сборки. Кроме того, операция, как правило, бесшумная, малая масса и высокая производительность.
Обычно число зубьев на звёздочках и число звеньев цепи стремятся делать взаимно простыми, что обеспечивает равномерность износа: каждый зуб звёздочки будет поочерёдно работать со всеми звеньями цепи.
Достоинства
:
- большая прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяет передать цепью большие нагрузки с постоянным передаточным числом и при значительно меньшем межосевом расстоянии (передача более компактна);
- возможность передачи движения одной цепью нескольким звездочкам;
- по сравнению с зубчатыми передачами - возможность передачи вращательного движения на большие расстояния (до 7 м);
- сравнительно высокий КПД (> 0,9 ÷ 0,98);
- отсутствие скольжения;
- малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом начальном натяжении;
- возможность легкой замены цепи.
Цепи распределения могут быть трех разных типов. Классическими являются ролики, то есть они имеют структуру, аналогичную структуре цепей, используемых в финальных передачах большинства велосипедов. Они широко используются, но уже несколько лет их распространение уменьшилось в пользу бесшумных цепей. Еще совсем недавно были введены компаса, имеющие более простую конструкцию и меньший вес с той же передаваемой силой, что и ролики. Однако они требуют очень обильной смазки.
Тихие цепи имеют совершенно иную структуру. Здесь нет роликов или кустов, которые вступают в контакт с зубцами шестерни и коронки. Здесь нет роликов или кустов, которые вступают в контакт с зубцами шестерни и короны. Каждая сетка состоит из нескольких пластин с зубцами, которые проникают в соответствующие лопатки зубчатых колес, на которых они намотаны. Большое значение этих цепей, которые при той же передаваемой мощности имеют немного больший вес, чем ролики, - это бесшумная работа даже после очень большого пробега.
Недостатки:
- растяжение цепи со временем;
- сравнительно высокая стоимость цепей;
- невозможность использования передачи при реверсировании без остановки;
- передачи требуют установки на картерах;
- сложность подвода смазочного материала к шарнирам цепи;
- скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна, что вызывает колебания передаточного отношения.
Зубы вступают в контакт с шестерней и короной в «сладком» и постепенном порядке. Самые современные представления характеризуются отличной производительностью. Чтобы предотвратить бесшумную цепь из зубчатых колес, двигаясь вбок, в каждой сетке два внешних пластинки не оснащены зубьями и имеют направляющую функцию. Автомобильные дистрибутивы.
В стандартных автомобилях срок службы цепей распределения обычно аналогичен жизни самого двигателя. Для велосипедов ситуация может быть иной. Они имеют большую износостойкость, особенно в многоцилиндровых двигателях, в которых вращение распределительного вала происходит с меньшим количеством неровностей. В одиночных цилиндрах, если они используются очень спортивно, полезный срок службы может быть значительно ниже, хотя сегодня все более и более удовлетворительно; в любом случае, значительно выше, чем при тех же условиях использования и на одном и том же двигателе, имеет зубчатый ремень.
Ц. п. применяются в с.-х. машинах, велосипедах, мотоциклах, автомобилях, строительно-дорожных машинах, в нефтяном оборудовании и т.д. Преимущественное распространение имеют открытые Ц. п., работающие без смазки, или с периодической ручной смазкой, с однорядными втулочно-роликовыми цепями, непосредственно встроенные в машины.
Вопрос 32
Механизмы обладают большой надежностью, исключительной долговечностью и превосходной точностью; Они также надежно работают в двигателях, которые вращаются с очень высокой скоростью, потому что они не влияют на влияние центробежной силы. Однако они дороги, и их нелегко запускать без проблем. И даже в тяжелых промышленных транспортных средствах.
Шестерня является основным элементом каждого зубчатого колеса. Он также поставляется в виде таких механизмов, как муфта или шестеренчатый насос. Зубчатое колесо состоит из трех основных частей: зубчатого колеса, ступицы и соединителя. Некоторые шестерни, особенно с небольшим количеством зубьев и малым диаметром, не имеют соединителя, а зубчатая рейка - это ступица. Этот тип шестерни называется шестерней. Шестерню часто разрезают непосредственно на вал и образуют внутри нее или устанавливают на нем при помощи прессовой подгонки.
Ремённая передача - это передача механической энергии при помощи гибкого элемента - приводного ремня, за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (вариатор),валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями.
Зубчатые колеса используются во многих областях и механизмах. Зубчатое колесо можно найти в традиционных часах, автомобиле, а также в основных силовых установках и больших турбинах. Они также используются в сельскохозяйственных машинах и основных бытовых приборах. Чтобы механизмы были функциональными и надежными, необходим правильный выбор. Правильно управляемые зубчатые колеса перемещают транспортное средство единообразно и устойчиво, обеспечивают надежную и надежную работу, работают без шума и обладают большим эксплуатационным потенциалом.
Состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня (одного или нескольких).
В сравнении с цепной передачей [править]
- Недостатки (в сравнении с цепной передачей):
- большие размеры;
- малая несущая способность;
- скольжение (не относится к зубчатым ремням);
- малый срок службы.
- Достоинства (в сравнении с цепной передачей):
- плавность работы;
- бесшумность;
- компенсация перегрузок (за счет проскальзывания);
- компенсация неточности установки шкивов редуктора;
- сглаживание пульсаций как от двигателя (особенно ДВС), так и от нагрузки, поэтому упругая муфта в приводе может быть необязательна;
- отсутствие необходимости в смазке;
- низкая стоимость;
- лёгкий монтаж;
- возможность работы на высоких окружных скоростях;
- при выходе из строя не повреждаются прочие элементы конструкции.
Зубчатые ремни включают в себя достоинства как ремённых передач, так и цепных передач.
В сравнении с зубчатой передачей ременные передачи имеют ряд преимуществ и недостатков. Основные преимущества ременной передачи:
- возможность передачи движения между валами, находящимися на значительном расстоянии друг от друга;
- плавность и бесшумность работы, что обусловлено эластичностью приводного ремня;
- предотвращение резкой перегрузки элементов машины вследствие упругости ремня и возможности его проскальзывания на шкивах;
- простота конструкции и обслуживания;
Зубчатое колесо - основной зубчатый элемент
Зубчатая передача работает с использованием структуры зубчатого колеса. Одни и те же шестерни являются одним из наиболее часто используемых решений. Они просты в эксплуатации и просты в эксплуатации, это небольшая и удобная и почти 100% эффективность механизмов. Конечно, нужно выбрать правильную передачу. Выбор лучше всего рекомендуется специалисту. Они делают наиболее точные вычисления, которые адаптируют решение к требованиям и обеспечивают максимальную функциональность структуры.
Примерами волновых передач являются шестерни с очень высоким крутящим моментом, поддерживая малые габариты и малую массу. Это механическая коробка передач, в которой передача привода является результатом формы искажения восприимчивого обода. Волновод состоит из жесткого элемента, генератора волн и восприимчивого элемента.
К недостаткам ременной передачи относятся
:
- невозможность исполнения малогабаритных передач (для одинаковых условий нагружения диаметры шкивов почти в 5 раз большие, чем диаметры зубчатых колёс);
- непостоянство передаточного числа из-за возможности проскальзывания ремня;
- повышенная нагрузка на валы и их опоры, что связано с необходимостью достаточно высокого предварительного натяжения ремня;
- низкая долговечность приводных ремней (в пределах 1000-5000 часов).
Основные возможности и применение
Волновые передачи характеризуются низким уровнем шума и очень большим количеством пар зубов, которые работают вместе при низких скоростях входа в прикладом. Это тесное сотрудничество зубов вносит положительный вклад в длительный срок службы, что делает его использование способным принести значительные экономические выгоды. Мы можем разделить их на шестерни, нитки, трения и цепи. Обычно используется в робототехнике и приводах с высокой передачей, а также в медицинском и оборонном оборудовании.
Короче говоря, работа редукторов может быть описана следующим образом: движение колес совместной работы является результатом упругой деформации гибкого колеса. Упругие волны колеса создают генератор волн, который вращается и вызывает колебания деформации вокруг колеса. Волновые передачи характеризуются высокой кинематической точностью и плавной работой.
Вопрос 33
Вал - деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.
Классификация
- По форме геометрической оси:
- прямые;
- эксцентриковые (кривошипные);
- гибкие. - По форме:
- гладкие;
- ступенчатые;
- полые. - По конструктивным признакам:
- карданные. - в технике:
Ось - деталь машины, предназначенная для соединения и закрепления деталей между собой. Оси бывают вращающиеся и неподвижные. В отличие от вала, ось не предназначена для передачи крутящего момента. - Цапфа (нем. Zapfen - тех. цапфа , шейка , шип , втулка , стержень (часовой стрелки)) - часть вала или оси, на которой находится опора (подшипник). Цапфа, находящаяся на краю вала, называется шип , в средней части вала - шейка . Концевая цапфа, воспринимающая осевые нагрузки, - пята .
- Цапфы осей часовых колёс называются «кончики», их приходится весьма тщательно полировать для уменьшения трения.
- Коренная шейка - опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
- Шатунная шейка - опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных
- пята в технике - то же, что цапфа
Вопрос 34
Передача и волна - где разница?
Другим примером механической коробки передач является зубчатая передача. Привод проходит через зацепление звездочек. Этот тип передачи можно разделить на одноступенчатые, многоступенчатые, внешние и внутренние, вращающиеся и линейные. Они используются главным образом в машиностроении, и их самыми большими преимуществами являются: простота изготовления, небольшие размеры и способность выдерживать большую мощность. Они работают относительно тихо, особенно если они должным образом смазаны, характеризуются высокой эффективностью работы и очень высокой эффективностью.
Подши́пник - изделие, являющееся частью опоры или упора, которое поддерживает вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение,качение или линейное перемещение (для линейных подшипников ) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции .
Опора с упорным подшипником называется подпятником.
Подшипники качения
Плюсы:
- малая стоимость
- не требует внимания и ухода
- малые потери на трение и незначительное нагревание
- малый расход смазочного материала
- высокая степень взаимозаменяемости
Минусы:
- высокая чувствительность к ударным нагрузкам
- малонадёжны в высокоскоростных приводах
- сравнительно большие радиальные размеры
- шум при больших скоростях
Классификация
Классификация подшипников качения
осуществляется на основе следующих признаков:
- По виду тел качения
- Шариковые,
- Роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные); - По типу воспринимаемой нагрузки
- Радиальные (нагрузка вдоль оси вала не допускается).
- Радиально-упорные, упорно-радиальные. Воспринимают нагрузки как вдоль, так и поперек оси вала. Часто нагрузка вдоль оси только одного направления.
- Упорные (нагрузка поперек оси вала не допускается).
- Линейные. Обеспечивают подвижность вдоль оси, вращение вокруг оси не нормируется или невозможно.
- Встречаются рельсовые, телескопические или вальные линейные подшипники.
- Шариковые винтовые передачи. Обеспечивают сопряжение винт-гайка через тела качения. - По числу рядов тел качения
- Однорядные,
- Двухрядные,
- Многорядные; - По способности компенсировать несосность вала и втулки
- Самоустанавливающиеся.
- Несамоустанавливающиеся.По виду роликов:
- цилиндрические
- конические
- бочкообразные
- витые
Подшипники скольжения
Плюсы:
- надёжность в высокоскоростных приводах
- способны воспринимать ударные и вибрационные нагрузки
- безшумность
- сравнительно малые радиальные размеры
- простота конструкции
- работают в воде
Минусы:
- большой расход смазки
- большие осевые размеры
- большие потери на трение
- пониженный КПД
- неравномерный износ
Классификация
Подшипники скольжения разделяют:
- в зависимости от формы подшипникового отверстия:
- одно- или многоповерхностные,
- со смещением поверхностей (по направлению вращения) или без (для сохранения возможности обратного вращения),
- со смещением или без смещения центра (для конечной установки валов после монтажа); - по направлению восприятия нагрузки:
- радиальные
- осевые (упорные, подпятники),
- радиально-упорные; - по конструкции:
- неразъемные (втулочные; в основном, для I-1),
- разъемные (состоящие из корпуса и крышки; в основном, для всех, кроме I-1),
- встроенные (рамовые, составляющие одно целое с картером, рамой или станиной машины); - по количеству масляных клапанов:
- с одним клапаном,
- с несколькими клапанами; - по возможности регулирования:
- нерегулируемые,
- регулируемые.
Вопрос 35
Сварное соединение - неразъёмное соединение, выполненное сваркой.
Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния.
Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
Основные типы сварных соединений:
- Стыковое
- сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.
- Нахлёсточное
- сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.
- Угловое
- сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.
-Тавровое
- сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.
- Торцовое
- сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.
Вопрос 36:
1. Штифт – крепёжное изделие в виде цилиндрического или конического стержня, служащее для неподвижного соединения деталей, а так же для передачи небольших нагрузок.
2. Виды: Конический, цилиндрический, сцепляющий, зазубренный.
3.Приминение:
При необходимости точной фиксации собираемых деталей применяют установочные штифты
гладкой цилиндрической или конической формы. С помощью штифтов осуществляется также соединение деталей, находящихся под воздействием осевых усилий и скручивающих моментов, а также в соединениях, требующих частой разборки и сборки.
Вопрос 37:
1.Шпонка – стальной стержень, вводимый между валом насаженной на него деталью (зуб. колесо, шкив) для взаимного соединения и передачи вращ. момента от вала к детали или наоборот.
2.Применяются РЕДКО, в основном в тихоходных машинах.
3. Недостатки: наличие радиального смещения оси насаживаемой детали по отношению к оси вала(что вызывает дополнительное биение; канавки для шпонок ослабляют валы.
Плюсы: простая конструкция, надёжность.
4. Типы шпонок: 1-Клиновое (с уклоном) напряжённое соединение
2-Призматическое (без уклона) соединение.
Вопрос 38:
1. Предназначены для передачи мощностей на близкие расстояния с постоянным передаточным числом.
2. Виды: 1- с центрированием по внутреннему или наружнему диаметру или по боковым поверхностям.
2- по колличеству шлицов (зубьев).
3- по форме зубьев (прямобочные, острые).
3. Плюсы: выский КПД, компактность, надёжность, простота экспулотации, постоянство передаточного отношения, большой диапазон передаваемых мощностей.
4. Недостатки: сравнительная сложность изготовления, шум при неточном изготовлении и высоких окружных скоростях, передача грамоздка при больших межосевых расстояниях.
Вопрос 39:
1. Типы резьбы:
- Метрическая коническая
- трубная цилиндрическая,
- трубная коническая,
- упорная,
- круглая,
- трапециедальная,
- прямоугольная.
2. Профиль резьбы: треугольный (чаще всего), цилиндрический, цилиндрический треугольный, конический треугольный.