Ремонт и сборка конических зубчатых передач

Практическая работа. Механические передачи

Цель работы: Механические передачи и их ремонт

Ход работы:

1.Зубчатые передачи, типы передач

Ремонт зубчатых колес

3. Ремонт и сборка конических зубчатых передач

4.Червячные передачи

  Данный тип механизма получил очень большое распространение в машиностроении и предназначен для передачи движения с изменением угловой скорости (момента) по величине и направлению за счет зацепления зубчатых колес. По взаимному расположению осей ведущего и ведомого валов различают передач

1. Цилиндрические зубчатые передачи с параллельными осями валов.
    Виды передач:
- Прямозубая. Зубья шестерни 1 и колеса 2 параллельны осям валов. Широко применяется в коробках скоростей и подач, редукторах, отличается простотой в изготовлении. Плавность зацепления падает с уменьшением числа зубьев z. При z<17 наблюдается подрез ножки зуба. Для предупреждения этого явления применяют корригированное зацепление. Диаметр делительной окружности dw=mz, диаметр вершин зубьев da=m(z+2), где m - модуль зацепления.
- Косозубая передача. Зубья шестерни имеют наклон в одну, а зубья колеса - в другую сторону. Постепенный вход зубьев в зацепление обеспечивает плавность работы передачи, а большое число одновременно находящихся в зацеплении зубьев - передачу значительных мощностей. Однако наклон зубьев исключает возможность переключения колес путем перемещения шестерни по валу, а также требует опор, способных воспринимать осевую нагрузку. Диаметр делительной окружности dw=mz/cosB, диаметр вершин зубьев da=mn(z/cosB + 2), где mn - нормальный модуль, B - угол наклона зубьев.
- Шевронная. Шестерня и колесо по ширине состоят из двух участков с зубьями, имеющими левый и правый наклоны. Осевое усилие на вал отсутствует. Данный тип передачи способен передавать очень большие мощности, но при этом изготовление затруднено.

2. Цилиндрическая с внутренним зацеплением. Шестерня имеет зубья на наружной, а колесо - на внутренней поверхности. Шестерня и колесо вращаются в одном направлении.

3. Передача шестерня - рейка, получающаяся при бесконечно большом числе зубьев колеса. Служит для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

4. Конические с пересекающимися осями. Зубья могут быть прямыми, косыми (тангенциальными) и круговыми, в соответствии с чем возрастает плавность, бесшумность и нагрузочная способность передачи, но затрудняется изготовление.

5. Гипоидные с перекрещивающимися осями. Имеют высокую плавность и бесшумность работы и способны передавать большие нагрузки. Передаточное число обычно не превышает 10. Применяются в автомобильных трансмиссиях, текстильном машиностроении, станкостроении (особенно прецизионном).

6. Винтовые с перекрещивающимися осями. Имеют низкую нагрузочную способность. Передаточное число обычно не превышает 5. Используются в малозагруженных приводах, главным образом в приборах.

Передаточное число зубчатой передачи представляет собой отношение числа зубьев колеса z2 к числу зубьев шестерни z1. u=z2/z1.

По форме профиля зуба различают зацепления:
1. Эвольвентное. Имеет наибольшее распространение. Характеризуется углом профиля α. В соответствии с ГОСТ 13755-81 α=20°. Размеры зубьев характеризуют модуль m. Значения модуля m=mn в соответствии с ГОСТ 9563-60:

2. Циклоидальное и упрощенные его разновидности - часовое и цевочное. Применяются в основном в приборостроении. Основное достоинство - малое минимальное число зубьев - 6 и, как следствие, большое передаточное число (до 15); недостатки - трудности изготовления и монтажа.

   3. Круговое (зацепление Новикова), Отличается малогабаритностью, высокой нагрузочной способностью, большим передаточным числом, высоким к.п.д. и низким уровнем шума; Недостатки - значительные осевые нагрузки на вал, чувствительность к колебаниям нагрузки и изменению межосевого расстояния. Применение в машиностроении пока ограничено, используется при передаче больших постоянных нагрузок.

По окружной скорости различают передачи тихоходные (v < 3 м/с), среднескоростные (v от З до 15 м/с)
и быстроходные (v > 15 м/с).

Ремонт зубчатых колес


Износ зубчатых передач представляет собой довольно серьезный дефект, который должен быть устранен сразу же после обнаружения, так как дальнейшая эксплуатация механизма может привести к частичному или полному разрушению. При износе зубьев выше допускаемого зубчатые колеса заменяют или ремонтируют следующими способами:
1. При износе лишь одной стороны зубьев цилиндрическое колесо переворачивают для работы другой стороны зубьев. При этом у несимметричных колес ступицу подрезают с одной стороны, а с другой прикрепляют или приваривают втулку.
2. Зубчатый венец срезают, изготовляют кольцо, которое напрессовывают на оставшуюся часть колеса и стопорят; производят обтачивание венца и нарезание на нем зубьев.
3. Наплавляют зубья газовой или дуговой сваркой по медным шаблонам прутками из соответствующего материала с последующей механической и термической обработкой. Для мелких зубьев наварку ведут сплошным слоем.
4. В малоответственных тихоходных передачах в колесе выфрезеровывают участок со сломанным зубом (форма прямоугольная или в виде «ласточкина хвоста»), в полученный паз крепят винтами или сваркой вставку.
5. Для замены одного из колес блока его отжигают (при необходимости) и стачивают, изготовляют и напрессовывают новый зубчатый венец, который стопорят винтами, штифтами, шпонкой или сваркой.
6. При износе посадочного отверстия колеса его восстанавливают путем растачивания и запрессовки в него ремонтной втулки. Возможна также наплавка отверстия с последующим растачиванием.
7. Ремонт шпоночного паза или шлицев описан в предыдущих разделах сайта.
8. При смятии торцов зубьев колесо протачивают или прошлифовывают с торца.
9. Трещины на ободе крупных колес либо заваривают, либо стягивают накладками с обеих сторон и крепят винтами. При трещине на ступице ее на небольшой длине протачивают под напрессовку бандажирующего кольца.

 

Технические требования к ремонту и сборке цилиндрических зубчатых колес:


1. В зависимости от назначения и окружной скорости зубчатые колеса должны быть изготовлены соответствующей степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев не должен иметь раковин, трещин, царапин и других дефектов.
3. Переключающееся зубчатое колесо должно иметь закругление торцов зубьев со стороны вхождения его в зацепление с неподвижным колесом.
4. Неподвижно сидящие на валу колеса не должны иметь качки, а переключаемые колеса должны легко и плавно перемещаться по валу.
5. Предельные отклонения элементов зубчатых цилиндрических передач регламентированы ГОСТ 1643-81.
6. Отклонение межосевого расстояния не должно превышать допускаемых величин. При его увеличении возрастают динамические нагрузки и шум, а при уменьшении возможно заклинивание и поломка зубьев. Схемы контроля межосевого расстояния в корпусе цилиндрической зубчатой передачи представлены на схеме.


7. Непараллельность и перекос осей сопрягающихся колес не должны превышать допускаемых величин во избежание повышенного износа зубьев из-за уменьшения фактической длины зоны их контакта.


8. Радиальное биение зубчатого колеса не должно превышать допускаемых величин. Радиальное биение по начальной окружности проверяется путем закладывания калиброванного ролика во впадину между зубьями. Разность показаний индикатора, подводимого к ролику при повторении операции через 3-4 зуба до полного оборота зубчатого колеса, дает величину радиального биения.

9. Торцовое биение венца и ступицы зубчатого колеса не должно превышать допускаемых величин.

 10. Гарантированный боковой зазор в зацеплении должен соответствовать выбранному виду сопряжения. При его увеличении возрастают динамические нагрузки и шум, а при уменьшении повышается нагрев и возможно заклинивание.
Боковой зазор в передаче проверяют с помощью щупа или свинцовых проволочек, которые закладывают между зубьями с нерабочей стороны и замеряют по толщине после прокатывания зубчатых колес.

 11. При окружных скоростях зубчатых колес выше 3-5 м/с рекомендуется проводить их статическую балансировку.
12. Правильность зацепления зубчатой пары проверяют на краску, для чего зубья малого колеса покрывают тонким слоем краски.
13. Испытание собранных зубчатых передач осуществляют вначале на холостом ходу в течение 6-8 ч для ответственных и 2-3 ч для неответственных передач, начиная с малых частот вращения и доходя до номинальных, затем передачу нагружают последовательно 25 % полной нагрузки (3 ч), 50 % (3-4 ч), 75 % (4-5 ч) и 100% (1-2 ч). После каждого этапа испытаний появившиеся дефекты устраняют.

 14. Термически необработанные колеса обкатывают с эталонным зубчатым колесом со смазкой смесью керосина и машинного масла. Притирку закаленных колес осуществляют с помощью пасты ГОИ.
15. Повышенный шум при работе зубчатой передачи недопустим и указывает на дефекты: значительные ошибки в шаге или искаженный профиль зубьев (удары, сильное гудение); радиальное биение (пульсирующий шум); повышенная шероховатость поверхности зубьев (скрип).

Ремонт и сборка конических зубчатых передач


Основные условия которые должны быть соблюдены при изготовлении и ремонте конических передач:

1. Колеса должны быть изготовлены соответствующей их назначению степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев не должен иметь дефектов.
3. Колесо, надетое на вал, не должно иметь качки.
4. Предельные отклонения элементов зубчатых конических передач регламентированы ГОСТ 1758-81.
5. Биение зубчатого венца не должно превышать допускаемых величин. Оно определяется индикатором в направлении, перпендикулярном образующей делительного конуса зубчатого колеса, примерно на среднем конусном расстоянии.

 6. Осевое смещение зубчатого венца (вершины делительного конуса) не должно быть больше допускаемого. Оно регулируется смещением по оси обоих зубчатых колес до получения необходимого бокового зазора и правильного расположения пятна контакта. Регулировка осуществляется с помощью колец или набора прокладок, устанавливаемых между торцом колеса и уступом вала, а также перемещением вала вместе с колесом путем перестановки прокладок из-под одной опоры в другую, оставляя суммарную толщину прокладок в обеих опорах неизменной во избежание изменения натяга в подшипниках.
7. Отклонение межосевого угла не должно превышать допускаемого. Оно определяется на среднем конусном расстоянии Re в линейных величинах.
8. Отклонение межосевого расстояния (непересечение осей) не должно превышать допускаемого. Схемы контроля положения осей отверстий в корпусе зубчатой конической передачи представлены на схеме.
9. Проверка пятна контакта «на краску» осуществляется при легком торможении, обеспечивающем непрерывное контактирование зубьев сопряженных зубчатых колес. Пятно контакта должно располагаться в центре зуба и занимать площадь не менее указанной:10. Гарантированный боковой зазор в зацеплении должен соответствовать выбранному виду сопряжения. Контроль бокового зазора ведется с помощью щупа или свинцовых проволочек со стороны наибольших диаметров колес.

11. Собранная передача обкатывается и испытывается под нагрузкой. Правильно отрегулированная передача должна работать плавно, без шума.
12. Повышенный шум и нагрев колес до температуры выше 50 °С свидетельствует о недостаточном боковом зазоре.
13. Тугое проворачивание от руки колес на каком-либо участке указывает на наличие биения конуса вершин.

 

 

Червячные передачи


Червячные передачи служат для передачи движения с изменением угловой скорости (момента) между двумя скрещивающимися (обычно под углом 90°) осями. Сопряженными элементами такого типа передачи являются червяк и червячное колесо. Передаточное число передачи представляет собой отношение числа зубьев червячного колеса z2 к числу заходов червяка z1:
u= z2 / z1 = n1 / n2
где n1 и n2 - частоты вращения червяка и червячного колеса соответственно. Обычно передаточное число находится в интервале от 7 до 100 (чаще 10-80), но может быть значительно больше;
Передаваемые мощности до 60 кВт, к.п.д. сравнительно низкий: 0,7-0,92 (пропорционально количеству заходов червяка).

Червяки изготовляют заодно с валом или насадными. Число заходов, установленных ГОСТ 2144-76: 1; 2; 4. Делительный диаметр червяка d1=qm, где q - коэффициент диаметра червяка. ГОСТ 2144-76 устанавливает два ряда значений для q:
1) 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 и 7,1;
2) 9; 11,2; 14; 18 и 22,4;

m - модуль зацепления представляет собой отношение количества заходов на червячном колесе к числу пи. Стандартизованы значения m, мм: 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25 (значения m менее 2 мм не приведены).

По форме боковой поверхности витков червяка различают:
а) архимедов червяк (обозначение ZA) - прямолинейный профиль в осевом сечении;
б) конволютный червяк (обозначение ZN) - прямолинейный профиль в нормальном к витку (ZN1) или ко впадине (ZN2) сечении;
в) эвольвентный червяк (обозначение Z1) - эвольвентный профиль в торцовом сечении.

Обычно червяк имеет цилиндрическую форму, реже, для тяжело нагруженных передач - глобоидную.
Материалы для червячных передач: цементируемые стали 15Х, 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ, 20ХФ и другие с твердостью после закалки HRC 68-6З и среднеуглеродистые стали 45, 40Х, 38ХГН, 40ХН с закалкой до твердости HRC 50-55. Рабочие поверхности червяка шлифуют и полируют. Червячные колеса изготовляют целиком (при небольших габаритах) или сборными: зубчатый венец из антифрикционного материала напрессован на чугунную или стальную ступицу. Делительный диаметр червячного колеса а2=mz2.

материалы для червячных передач

Скорость скольжения Vc , м/с Материал

6-25 Бр ОФ 10-1; Бр ОФН-10
до 12 Бр ОЦС 6-3-3; Бр ОЦС 5-5-5; Бр Су Н7-2
до 8 Бр АЖ 9-4; Бр АЖ 10-4-4; Бр АЖМц 10-3-15
до 2 СЧ 10; СЧ 15; СЧ 20


Точность червячных передач регламентирована ГОСТ 3675-81. Число и обозначение степеней и норм точности, видов сопряжения червяка с червячным колесом, а также условные обозначения точности червячных передач аналогичны этим факторам для зубчатых передач. Основными дефектами деталей являются: износ рабочих поверхностей зубьев червячного колеса и витков червяка, задиры на них, выкрошивание или поломка зубьев колеса, износ посадочных поверхностей, трещины, износ опорных шеек вала червяка или колеса. При износе увеличивается мертвый ход в передаче. Неравномерный износ зубьев по длине указывает на несовпадение средней плоскости колеса с осевой плоскостью червяка. Износ посадочных мест или опор валов вызывает осевой люфт червяка или колеса. Наличие бронзовой пыли в механизме указывает на прогрессирующее истирание зубьев колеса вследствие отсутствия или недостаточности смазки.

 


 

 

     

 

Ремонт червячных передач


Так как червячные передачи используют как правило для передачи большого момента, основным видом поломок данного типа передач является износ. Изношенный червяк или червячное колесо как правило подлежит замене. При сборной конструкции колеса - выпрессовывают зубчатый венец и напрессовывают кольцо, на котором нарезают зубья. При износе зубьев лишь с одной стороны колесо переворачивают другой стороной.  

Технические, требования к ремонту и сборке червячных передач:
1. Степень точности передачи по всем нормам точности, а также вид сопряжения должны соответствовать назначению передачи. Для кинематических передач предусмотрены 3 - 6-я, а для силовых передач 5 - 9-я степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев колеса и витков червяка не должен иметь царапин, раковин, трещин и других дефектов.
3. Предельные отклонения элементов червячных передач регламентированы ГОСТ 3675—81.
4. Отклонение межосевого расстояния не должно превышать допускаемых величин приведенных в справочных таблицах. Схемы контроля межосевого расстояния червячной передачи представлены на схеме.

5. Отклонение межосевого угла, выражающееся линейной величиной на ширине зубчатого венца червячного колеса, не должно превышать допускаемого

6. Радиальное биение червяка и червячного колеса не должно превышать допускаемого

7. Гарантированный зазор в зацеплении должен соответствовать выбранному виду сопряжения

8. Средняя плоскость червячного колеса должна совпадать с осевой плоскостью червяка. Допускаемое несовпадение плоскостей приведено в справочных таблицах.
Схема контроля положения червячного колеса относительно червяка представлена на схеме. При сборке передачи совпадение средней плоскости червячного колеса с осевой плоскостью червяка проверяют «по краске», для чего на рабочие поверхности витков червяка наносят тонкий слой краски и наблюдают перенос ее на зубья колеса. Смещением колеса вдоль оси неподвижного вала или вместе с ним добиваются центрального расположения пятна контакта на зубе колеса.
9. Средняя плоскость червяка должна совпадать с осевой плоскостью колеса, что особенно важно для глобоидных червячных передач. Схема контроля расположения червяка относительно осевой плоскости колеса представлена на рисунке. При сборке необходимую точность положения червяка получают за счет установки соответствующих компенсаторных прокладок под опору, воспринимающую осевое усилие червяка.





 

.

 



 
 
 
 
 
   
   
   

 

 


Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 663; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!