Исследование влияния коэффициента перекрытия торцово-зубчатой передачи на заострение зубьев колес Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 669.713.7

Л. Д. Антонова, П. В. Прыгунов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕКРЫТИЯ ТОРЦОВО-ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ НА ЗАОСТРЕНИЕ ЗУБЬЕВ КОЛЕС

Рассмотрено влияние плавности зацепления торцово-зубчатой передачи дезинтегратора с коэффициентом перекрытия, равным или больше единицы, на ее эксплуатационные возможности.

Предложенная А. И. Нечаевым торцово-зубчатая передача рекомендуется в основном для измельчения различных материалов, в частности в дезинтеграторах, что свидетельствует о ее высокой эффективности, особенно при решении экологических проблем и проблем, связанных с восполнением сырьевых ресурсов страны. Актуальность этих обстоятельств послужила основанием для теоретических исследований данной передачи.

В результате разработки теоретических основ плоскозубой торцово-зубчатой передачи получены аналитические зависимости ее важнейших геометрических и кинематических характеристик, позволяющих делать выводы о ее эксплуатационных возможностях и качественных показателях.

Зуб ведомого колеса плоскозубой торцово-зубчатой передачи представляет собой консольную балку в виде усеченной призмы с плоской боковой поверхностью. Такая форма зуба имеет определенные технологические и конструктивные достоинства, в частности технологическую простоту изготовления. Возможность за счет осевого сдвига колес регулировать боковой зазор в зацеплении компенсирует износ зуба, а также величину фракции измельчения. При измельчении отсутствует проблема засорения радиального зазора. Консольные призматические зубья значительных размеров обладают высокой изломной прочностью, а значит, большой силой сжатия, а геометрия профиля зуба позволяет делать передачу компактной с числом зубьев ведущего колеса от четырех при передаточном отношении более двух. Следовательно, в этой передаче модуль зацепления можно принять в 3...4 раза больше, чем в традиционном эвольвентном зацеплении, что увеличивает рабочий объем измельчения и значительно увеличивает производительность.

К достоинствам торцово-зубчатой передачи также следует добавить возможность образования передачи без подрезания и заострения с достаточной плавностью зацепления и коэффициентом перекрытия ^ 1.

Коэффициент перекрытия еа представляет отношение угла зацепления ф2 к угловому шагу ру = 360%^:

е = ф = Ф2нач -Ф2кон ,

а Р., 360° 2.

(1)

Максимальное значение параметра и может быть равным г•, следовательно максимально допустимая

величина / будет

гт г Г, г (2)

/ =л/и 2 +Р2 = д/< +Р2.

При и = г^ и ф2нач = а у = 0. Конечное значение ф2кон получим при и = ^г02 -р2 :

4

2 2 Га2 -Р

Укон = аГСС°8

Ф2кон =а„ -Укон =а„ - агссов

/""2 2"

Отсюда,

еа = —— агссо8

а 360 г

/""2 2"

(3)

Анализ (3) показывает, что еа не зависит от угла

ф2нач и .

Полнить величину еа > 1 можно при изменении угла зацепления а„, а также при увеличении высоты Н2 до высоты заострения зуба Н^, которая будет определяться по формуле

1--

2г,

Следует отметить, что максимальное значение еапред за счет увеличения высоты зуба теоретически возможно при условии Н1 = г/ - г, так как в этом

случае агссо8

>/(/ - Н 2 )2 -Г'

= 90° и батах = ^/4.

При г2 = 8 получим еатах = 2.

Однако такое зацепление нереализуемо, поскольку при такой высоте зуба невозможно обеспечить 12 > 4, кроме того, существует ограничение по заострению зуба колеса. Поэтому предельную величину еапред будем определять по условию заострения зуба при раз-

г

Решетневские чтения

личных р. На основании графических построений ра- Тогда

диус заострения зуба

Р Р ^ z2

" - - (4) ебпред =:^агссо5

г

r -r

заос г

(5)

cosY.I п ) 360

sin| aw + — I v - х

L. D. Antonova, P. V. Prigunov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE RESEARCH OF THE INFLUENCE OF THE OVERLAPPING OF THE FRONT-TOOTH GEARING ON THE POINT OF THE WHEELS TEETHS

The influence of smoothness of gearing of a tortsovo-tooth gearing grinder desintegrator on the condition of factor of overlapping equal or more units on its operational possibilities is considered.

© Антонова Л. Д., Прыгунов П. В., -010

УДК 62-585.91

С. О. Бойко, Н. А. Смирнов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПЕРЕДАЧИ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ТЕЛАМИ КАЧЕНИЯ

Рассмотрены передачи с промежуточными телами качения, использование которых обеспечит современные отрасли науки и техники прецизионными устройствами манипуляции и перемещения.

В настоящее время в космической технике все более активно исследуются механизмы преобразования движения, использующие в своей основе не зубчатое зацепление, а периодические дорожки с различными промежуточными телами качения - шарики и ролики. Классифицируя подобные механизмы, можно выделить две основные группы: передачи преобразования вращательного движения в линейное перемещение (например, роликовинтовые передачи, РВП) и передачи-редукторы.

Основным принципом работы устройств первой группы является разбиение одного из звеньев, совершающего скольжение по поверхности другого, на несколько тел качения (шарики или ролики) (рис. 1). В результате достигается большее число точек контакта (например, в случае классической передачи «винт-гайка»), а следовательно, и более высокая жесткость зацепления.

Главной кинематической особенностью ролико-винтовых передач является нулевое перемещение блока роликов относительно гайки при вращении винта. Для обеспечения этого условия необходимо учитывать следующие зависимости:

' Dr = dB + - • dp,

А = ¿в,

где 1г - число заходов резьбы на гайке; 1р - число заходов резьбы на ролике; 2Ъ - число заходов на винте; Дг - средний диаметр резьбы гайки; Дв - средний диаметр резьбы винта; Др - средний диаметр резьбы ролика.

Рис. 1. Планетарная роликовинтовая передача

Одной из основных задач при проектировании РВП является определение подачи гайки за один оборот винта. Данное перемещение складывается из следующих составляющих:

- перемещения роликов относительно винта при их фиксации от планетарного вращения вокруг оси винта и вращения вокруг собственной оси:

Н = 5 • ,

где 5 - шаг резьбы;

- перемещения роликов за счет их вращения вокруг собственной оси:

Н2 = А- 5 • z ;

2 2^, «+ dp) р