Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Зубчато-реечный механизм

Модуль зубчатого колеса

Универсальным понятием, позволяющим определить геометрические параметры деталей, выступает модуль зубчатой передачи. Его значение равно длине дуги в миллиметрах, приходящейся на один зуб колеса.  Конкретное значение определяется по делительной окружности. Ее численно подбирают таким образом, что бы значение модуля совпадало с одним из общепринятых значений, найти которые можно  в специальной литературе. В отечественной практике стандартные модули зубчатых колес нормированы в ГОСТ 9563-60. При проектировании шестерен обычно задаются значением этого параметра, а от него легко рассчитают все множество других.  Исходными данными для определения требуемого модуля зубчатого колеса выступают расчеты прочности, призванные обеспечить требуемую мощность механической передачи.

Модуль зубчатого колеса связан с целым набором производных параметров. Используя несложные формулы расчета и значение необходимого числа зубьев, можно получить окружной шаг, диаметры верши и впадин, толщину зуба и ширину впадины по делительной окружности.

В зарубежной литературе аналогом отечественного модуля выступает питч. По своей сути это обратная к модулю зацепления величина, приведенная к дюймовой системе измерений. Аналогично для питчей разработаны специальные таблицы, содержащие нормированные значения параметра.

Материал цепей

Все детали цепного механизма должны хорошо сопротивляться повышенным статическим и ударным нагрузкам, и быть достаточно износостойкими. Боковые пластины делают из высокопрочных сплавов, они работают в основном на растяжение. Оси, втулки, ролики, вкладыши и призматические элементы делаются из высокопрочных и хорошо цементируемых сплавов. Цементация проводится на глубину до 1,5 мм и обеспечивает хорошую стойкость к износу трением. После этого детали подвергаются термообработке закаливанием. Твердость доводится до 65 ед.

Зубчатые колеса делают из легированных сталей, также подвергаемых закалке до 60 ед.

Для передач малой скорости и мощности, при умеренных параметрах разгона и торможения применяют ковкие чугуны.

Для снижения шума и повышения плавности хода при ограниченных мощностях используют шестеренки из текстолита или прочных пластмасс. Применяют также наплавку металлических и нанесение полимерных покрытий на детали и узлы, работающие в агрессивных средах.

Зубчато-реечный механизм

Зацепление рейки с зубчатым колесом.

Зубчато-реечный механизм ( рис. 185) состоит из зубчатого цилиндрического колеса и зубчатой рейки — планки с нарезанными на ней зубьями.

Механизмы преобразования движения.

Зубчато-реечный механизм ( рис. 4, а) используется в двух вариантах. При вращении зубчатого колеса относительно неподвижной рейки ось вместе с колесом получает прямолинейное поступательное движение.

Вариатор типа Корр с двусторонними промежуточными коническими роликами.

При помощи зубчато-реечного механизма 3 каретка перемещается вдоль оси передачи, чем достигается изменение передаточного числа.

Угловое перемещение диска при помощи.

Поступательные регулируемые перемещения в основном осуществляют при помощи винтовых или зубчато-реечных механизмов, реже применяют передачи гибкими связями.

Автооператор отличается тем, что он выполнен в виде подпружиненной в осевом направлении штанги, размещенной внутри полого распределительного вала и взаимодействующей с рычажным зубчато-реечным механизмом. На рейку механизма воздействует торцовый цилиндрический кулачок, приводимый в движение от распределительного вала, на котором укреплен другой кулачок. Согласованно с первым он воздействует на зубчатый сектор, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом поворота штанги, посаженным на нее с возможным перемещением штанги в осевом направлении относительно этого зубчатого колеса. Это позволяет освободить зону обработки, а также увеличить надежность работы автооператора.

Телескопические захваты по конструкции аналогичны захватам, применяемым на кранах-штабелерах для тар-но-штучных грузов. Захваты трехсекционные, перемещаются под действием зубчато-реечного механизма.

При необходимости трансформации прямолинейного движения во вращательное добавляется крпвошипно-шатунпый иди зубчато-реечный механизм. Малые необходимы для многооборотных управляемых устройств, большие — для кривошипных И. Применяемые цилиндрические, червячные и планетарные зубчатые редукторы получаются по необходимости многозвенными, а потому сложными и громоздкими. Это понижает конкурентоспособность электрич.

При необходимости трансформации прямолинейного движения во вращательное добавляется кривошиппо-шатунный или зубчато-реечный механизм. Малые г необходимы для многооборотных управляемых устройств, большие — для кривошипных И. Применяемые цилиндрические, червячные и планетарные зубчатые редукторы получаются по необходимости многозвенными, а потому сложными и громоздкими. Это понижает конкурентоспособность электрич.

Крановые тележки передвигаются по рельсовому пути с помощью механизмов с приводными колесами или канатной тягой, а краны — G использованием механизмов с приводными колесами. На судовых козловых кранах в условиях крена и дифферента иногда применяют зубчато-реечные механизмы

Перед очередным измерением головка 7 находится в крайнем правом положении. При включении соленоида головка перемещается в сторону детали и с помощью зубчато-реечного механизма 15, 16, 17, 18 приводит во вращение перфорированный диск 19 ГСИ. Возникающие при этом на выходе фотоэлемента 20 счетные импульсы поступают в блок программы и блок коммутации К только после того, как на вентильное устройство ВУ придет сигнал от неподвижного фотооптического устройства начала отсчета НО. Начало отсчета сдвинуто во времени поотношению к началу движения измерительной головки на величину, необходимую для выбора зазоров в кинематических парах механизма привода головки и ГСИ.

При подвешивании груза G на крюк 5 рессоры 1 к 3 деформируются. Перемещение рессоры 3 может быть прочитано или непосредственно по шкале, или передается зубчато-реечным механизмом ( не показанным на чертеже) к циферблату.

Текст

(и)916830 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(71) Заявител ЗУБЧАТО-РЕЕЧНЫЙ МЕХАН убчато-реечный юшим образом. леса 4 вследств с зубьями рейки поступательное длагаемыи з аботает следувращении ко ствия зуба 5 приводится в изм Пр моде едняе вза пос- ереме 1Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования вращательного движения в поступательное.Известен зубчато-реечный механизм дляпреобразования вращательного движения впоступательное, содержащий неподвижнуюрейку с храповыми зубьями, с которой связана подвижная обойма, снабженная фикса-,тором, двумя подпружиненными собачкамии рукояткой привода собачек 11,Недостатки указанного механизма — сло.жность конструкции и низкая надежность,обусловленные наличием двух подпружиненных собачек работа которых ненадежна.Наиболее близок к предлагаемому потехнической сущности зубчато-реечный механизм, содержащий направляющую, рейку, установленную в ней с возможностью перемецтения, и зубчатое колесо со спиральнымзубом, взаимодействующим с последнейС 23.Недостатком указанного механизма являются большие габариты, так как зубьярейки выполнены в виде консольно закрепленных цевок, которые выполнить более прочными (т.е. большего диаметра) не представляется возможным, так как профйль зуба колеса расположен постоянно в зазоре между девками. Данное обстоятельство не позволяет уменьшить шаг реечной передачи.Цель изобретения — уменьшение габаритов мехайизма.5 Указанная цель достигается тем, что зубья рейки выполнены в виде равнобедренного треугольника, а торец зуба колеса, обращенный к рейке, — по винтовой линии.На фиг. 1 изображен зучато-реечный механизм, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.Зубчато-реечный механизм содержиткронштейн 1 с направляющей кареткой 2, в которой смонтирована рейка 3, снабженная зубьями, выполненными в виде равно бедренного треугольника

В кронштейне 1расположено колесо 4, снабженное зубом 5.Зуб 5 выполнен по спирали а, а торец его, обращенный в сторону рейки 3, выполнен по винтовой поверхности б.3щение таким образом, что за один оборот колеса 4 рейка 3 перемещается на один шаг.Предлагаемый зубчато-реечный механизм обладает повышенной надежность в работе при возвратно-поступательном перемещении грузов, а также имеет малые габариты.Формула изобретенияЗубчато-реечный механизм, содержащий направляющую, рейку, установленную в ней с возможностью перемещения, и зубчатое колесо со спиральным зубом, взаимодействующим с последней, отличающийся тем, чтос целью уменьшения габаритов, зубья рейки выполнены в виде равнобедренного треугольника, а торец зуба колеса, обращен 5ный к рейке — по винтовой линии.7Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лысяков А

Г. Вспомогательное оборудование для перемещения грузов. М., Машиностроение, 1977, с. 105 в 1.2. Артоболевский И. И. Механизмы в современной технике, М., Наука, 1973, т. 3,с. 250 (прототип).Редактор Л. ПчелинскаяЗаказ 1840/51ВНИИПИ Гопо дела113035, МоскаФилиал ППП Па Составитель Р. ОжинаТехред А. Бойкас КорректорТираж 981 Подписноударственного комитета СССРизобретений и открытийЖ — 35, Раушская наб., д. 4/5ент, г. Ужгород, ул. Проектная,

Смотреть

Реечная передача

Профиль прямозубой рейки.| Сопряжение прямозубой рейки с цилиндрическими зубчатыми колесами.

Реечная передача применяется для преобразования вращательного движения в прямолинейное и обратно.

Реечная передача состоит из рейки и зубчатого колеса или рейки и червяки. Эта передача служит для преобразования вращательного движения в поступательное.

Реечные передачи используют в качестве станочных тяговых: устройств как пара зубчатое колесо-рейка или как пара червяк — рейка.

Реечная передача, не являясь силовым звеном механизма, может быть выполнена с повышенной точностью.

Реечная передача ( рис. 231, г) по сути дела представляет собой видоизмененную пару двух цилиндрических зубчатых колес, диаметр одного из которых равен бесконечности и образующая превратилась в зубчатую рейку. При вращении зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с рейкой, рейка получает поступательное перемещение.

Реечные передачи.

Реечная передача ( рис. 5.8) применяется для преобразования вращательного движения в поступательное. Если движение передается от рейки на реечное колесо, тогда прямолинейное поступательное движение будет преобразовываться во вращательное. В продольно-строгальных станках, когда нужно преодолевать большие усилия, применяют передачи червяк-рейка.

Реечная передача с винтом отличается плавностью работы.

Цилиндрические зубчатые колеса.

Реечная передача ( рис. 174, е), одним элементом которой является зубчатое колесо с прямым или косым зубом, а другим — зубчатая рейка, передает движение как от зубчатого колеса к рейке, так и наоборот.

Передачи металлорежущих станков.

Реечная передача ( рис. VI.25, д) служит для преобразования вращательного движения реечного зубчатого колеса или червяка и поступательное движение зубчатой рейки.

Реечная передача относится к зубчатым цилиндрическим передачам. В соответствии с табл. 12 для полной характеристики реечной передачи необходимо рассчитать четыре размерные цепи: одну цепь на точность расстояния шестерен от рейки ( условное межосевое расстояние), две цепи на параллельность и перекос зубьев шестерни и рейки ( непараллельность условных осей в двух плоскостях) и одну цепь на совпадение торца шестерни с плоскостью рейки.

Реечная передача ( рис. 12, г) служит для преобразования вращательного движения в поступательное и применяется для ручного перемещения суппорта.

Литература

  • ГОСТ 16530-83. ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ; общие термины, определения и обозначения. — официальное. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1983. — 51 с.
  • ГОСТ 9563-60. КОЛЁСА ЗУБЧАТЫЕ; модули. — официальное. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1960. — 4 с.
  • Зубчатые колеса // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.
  • Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5.
  • Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению. — М.: Машиностроение, 1989. — С. 438—480. — 864 с. — ISBN 5-217-00403-7.
  • Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035).
  • Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К., Тимофеев Г. А., Никоноров В. А. Теория механизмов и механика машин / Колесников К. С. — Издание четвёртое, исправленное и дополненное. — М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — Т. 5. — С. 452—453, 456-459, 463-466, 497-498. — 664 с. — (Механика в техническом университете). — 3000 экз. — ISBN 5-7038-1766-8.
  •  (недоступная ссылка)

Расчет зубчатой передачи

Перед проектированием следует изучить исходные данные и определиться с условиями планируемой эксплуатации механизма. Учитывается исходный контур, тип и вид передачи, ее расположение в узле, допустимые нагрузки, материал для колесных пар и их термообработка

На этом этапе берется во внимание частота вращения валов и их диаметры, крутящий момент, передаточное число

Чтобы произвести расчет зубчатой передачи, нужно определиться с общим модулем зацепления, числом зубьев для шестерни и колеса, их профилем, углом наклона и расположением. Определяют межосевое расстояние, выбирается ширина зубчатых венцов пары.

Рассчитываются геометрические показатели станочного зацепления, для которого проектируется зубчатая передача. Чертеж должен отображать не менее двух проекций: фронтальный и боковой вид слева с нанесенными промерами. Дополнительно составляется таблица основных геометрических и конструктивных параметров, строятся графики.

Значения рассчитывают по формулам, таблицам, применяют коэффициенты и соотношения, при этом используются исходные данные колеса и шестерни. В алгоритме расчетов для отдельных передач может присутствовать до пятидесяти и более шагов и логических этапов. Оптимальным решением вопроса детального проектирования является использование специализированной компьютерной программы.

Размеры пазов под шпонки или шлицы подбирают по стандартам. На общем плане чертеж монтажа колес на валах разрабатывают отдельно.

Рулевой привод

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. Он состоит из рулевой сошки 1, продольной рулевой тяги 7, верхнего рычага 11 левого поворотного кулака, правого и левого нижних рычагов 24 поворотных кулаков 25 и поперечной рулевой тяги 14. Перечисленные детали соединены между собой шарнирно.

Рулевая сошка одним концом жестко связана с наружным концом вала, а другим через продольную рулевую тягу 7 шарнирно соединена с верхним рычагом 11 поворотного кулака 25 левого колеса. Крепление рулевой сошки к валу осуществляется на мелких конусных шлицах при помощи гайки.

Продольная рулевая тяга соединяется с рулевой сошкой и рычагом поворотного кулака при помощи шаровых пальцев 2, закрепленных на концах сошки и рычага. Шаровые пальцы входят в наконечники 5 продольной рулевой тяги, в которых установлены сухари 8. Сухари охватывают шаровые пальцы, под действием сжимающих пружин 4. Пробки 9, ввернутые в наконечники продольной рулевой тяги, дают возможность регулировать затяжку пружин и предохраняют пружины и сухари от выпадания из наконечников тяги. Чтобы пробки не могли самопроизвольно отвертываться, их шплинтуют. Ограничители 3 ограничивают предельное сжатие пружин сухарей при их регулировке. Наличие пружин в соединениях тяг способствует смягчению ударов, передающихся от колес автомобиля. Для защиты шаровых пальцев и сухарей от пыли и грязи места прохода шаровых пальцев в. наконечники тяг закрываются уплотнительными кольцами 10. Смазка к шаровым пальцам и сухарям подводится через масленки 6, установленные на наконечниках продольной рулевой тяги.

Рычаги поворотных кулаков устанавливаются в отверстиях вилок кулаков на шпонках и крепятся гайками 12, которые затем шплинтуются. Рычаги поворотных кулаков автомобилей с ведущим передним мостом выполняются заодно с крышками подшипников шкворней. Соединение поперечной рулевой тяги с рулевыми рычагами выполнено также шарнирно. Наконечники крепятся на поперечной рулевой тяге при помощи резьбы (с одной стороны правая, с другой — левая) и стяжными болтами 17. Вращением этих наконечников можно изменять длину тяги и тем самым регулировать схождение передних колес.

Для соединения поперечной рулевой тяги с рычагами поворотных кулаков колес используются обычно саморегулирующиеся конические шарнирные соединения. Палец 18 поворотного рычага конической поверхностью прижимается к вкладышу 23 усилием пружины. 20. Вкладыш устанавливается в наконечник поперечной рулевой тяги и от повертывания стопорится винтом, входящим в паз вкладыша. Прижимная пружина верхним концом упирается в пяту 22 пальца, а нижним — в шайбу 21, закрепленную в наконечнике стопорным кольцом. По мере износа конических поверхностей пальца и вкладыша зазор между трущимися поверхностями выбирается перемещением пальца в осевом направлении под действием прижимной пружины.

На автомобилях повышенной проходимости шарнирное соединение поперечной рулевой тяги осуществляется с помощью пальцев и бронзовых втулок. Поперечная рулевая тяга таких автомобилей имеет вильчатые наконечники.

Правильным поворотом направляющих колес является только такой поворот автомобиля, при котором его колеса будут катиться по дороге без скольжения. А это возможно лишь в том случае, если направляющие колеса при повороте автомобиля будут поворачиваться на различные углы, причем внутреннее по отношению к центру поворота колесо должно поворачиваться на больший угол, чем наружное.

Одновременность поворота направляющих колес на необходимые углы обеспечивается рулевой трапецией, которую составляют передняя ось, рулевые рычаги и поперечная рулевая тяга. Правильные соотношения сторон и углов рулевой трапеции выбираются при конструировании автомобиля.

Обслуживание

При нормальной работе зубчатый механизм работает плавно, а процесс сопровождается монотонным умеренным шумом. Наличие посторонних звуков и неравномерность вращения свидетельствуют об износе поверхностей, входящих в зацепление, или нарушении регулировки.

Во время проведения технического обслуживания при осмотре проверяют отсутствие трещин, поломок зубьев или их сколов

Особое внимание обращается на правильность зацепления колесных пар и отсутствие зазоров. При работе проверяют торцевое биение и контролируют поверхности трения

Правильность зацепления определяют нанесением краски на зубья передачи. Пока она не засохла, валы проворачивают несколько раз и осматривают места соприкосновения рабочих поверхностей. По форме отпечатка (он должен быть в форме эллипса) определяют общее состояние передачи.

Обращают внимание на точки касания. Они должны быть приблизительно в средней части высоты зуба

Пятно краски должно занимать 70 – 80% его длины. Регулировка в основном сводится к увеличению или уменьшению толщины прокладок под подшипниками.

В зависимости от типа узла смазка открытого механизма может проводиться периодически вручную пластичным материалом. Для закрытых конструкций она осуществляться принудительно разбрызгиванием или окунанием части венца рабочего колеса в ванну со смазкой.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации