Шестерни конические в редуктор пара

Существуют разные способы передать вращательное движение с одного вала на другой. В тех случаях, когда ведущий и ведомый вал по конструктивным особенностям должны находится перпендикулярно друг другу, используют конический редуктор. Данный механизм передает вращательное движение с вала на вал при помощи муфт или зубчатой передачи. При этом можно регулировать величину крутящего момента и угловую скорость посредством изменения величины муфт или зубчатых колес.

Видео:Как подобрать коническую пару ( шестерню ) на болгаркуСкачать

Конструктивные особенности

Существует два типа конических редукторов:

Под узким типом редуктора подразумевается то, что ширина зубчатого колеса будет равна четверти внешнего конусного расстояния. Передаточные числа в диапазоне 3-5, а число зубьев у шестерни 20-23. У редукторов широкого типа ширина колеса варьируется в пределах от 0,3 до 0,4 внешнего конусного расстояния. Значения передаточных чисел будут 1-2,5, а количество зубьев шестерни от 25 до 28.

На рисунке ниже изображен чертеж конического редуктора, на котором видно, что зубчатые колеса соприкасаются под определенным углом. Валы установлены на однорядные роликовые подшипники и находятся в закрытом корпусе с крышкой. В большинстве случаев, материалом для корпуса служат сталь или чугун, но встречаются модели из легких сплавов. В конструкции используются шестерни конического типа, имеющие прямые или косые зубья. Использование радиальных подшипников позволяет выдерживать большие осевые нагрузки.

По типу исполнения, конические редукторы могут содержать одну или несколько ступеней, с увеличением которых будет задействовано большее количество валов и конических пар. Самыми распространенными на сегодняшний день являются редукторы конические одноступенчатые. Благодаря двухступенчатым и трехступенчатым агрегатам получается достичь требуемого вращающего момента и реверсивного движения.

В независимости от количества ступеней, вращение к редуктору от электродвигателя передается при помощи муфты, клиноременной или цепной передачи. На рисунке ниже изображена кинематическая схема одноступенчатого редуктора.

Смазка конической пары осуществляется при помощи масляной ванны. Одна из шестеренок частично погружена в масло и при вращении перемещает часть масла на другую шестерню, с которого масла вновь капает в ванну. Во время работы агрегата часть масла попадает на внутренние стенки корпуса, в которых находятся технологические отверстия. Через них масло попадает к подшипникам и смазывает их.

Видео:Пара коническая редуктора среднего мостаСкачать

Достоинства и недостатки

Конструкция конических редукторов схожа с цилиндрическими, поэтому достоинства и недостатки у них схожи. Основное достоинство конического редуктора заключается в расположении шестерней или муфт под углом. Это дает возможность передать вращение от ведущего вала к ведомому, находящемуся к первому под углом в 90 градусов.

Еще одним немаловажным достоинством такого устройства является невосприимчивость к переменным и кратковременным нагрузкам. За это они часто применяются в производственных процессах с частыми запусками.

Как было сказано выше, конические редукторы имеют схожее с цилиндрическими устройство, но есть свои недостатки. К ним относятся:

• более низкий КПД;
• заедание колес происходит чаще.

Несмотря на то, что КПД такого агрегата на 10% ниже и возможны случая заедания шестерней, конические редукторы пользуются большим спросом и нашли себе применение во многих сферах.

Видео:Коническая пара Krone | Изготовление конической шестерни и вала с круговыми зубьямиСкачать

Расчет конического редуктора

При проектировании конического редуктора необходимо определить его тип, размеры и технические характеристики исходя из требований и возможностей его эксплуатации на предприятии, а также экономичность его изготовления.

Далее будет описана последовательность расчета конического редуктора, для которого необходимо предварительно определить:

• крутящий момент;
• частоту вращения валов;
• планируемый срок работы.

Чтобы выполнить расчет потребуется специализированная литература, содержащая таблицы коэффициентов и значений, а также знание определенных формул.

Последовательность действий при расчете конического редуктора:

Читайте также: Возможные неисправности в работе редуктора

Определить передаточное число.

n_вх – частота вращения входного вала;

Для шестерни выходного вала:

1. Определить КПД.
   Стандартное значение 0,96

1. Произвести расчет мощности.
   Мощность на выходном валу: Т – крутящий момент.
   По таблицам следует выбрать электродвигатель с приближенной большей мощностью.

Определить твердость шестерней и материал. где d_эл— диаметр вала электродвигателя. Полученное число округлить в большую сторону кратно 10. Выбрать материал с подходящей твердостью и записать его пределы текучести и прочности.

Произвести расчет допускаемых напряжений.
Наибольшим нагрузкам при работе подвергается шестерня. Поэтому необходимо выяснить количество циклов нагружения на всем сроке эксплуатации механизма. Для этого определяем время его работы в часах: где L– срок работы агрегата; K_год– коэффициент загрузки в год; K_сут– коэффициент загрузки в сутки. Количество вращений шестерни: Допустимое значение контактной выносливости: где δ_H0 — предельное значение контактной выносливости в МПа; S_H – коэффициент запаса контактной прочности (равен 1,1); K_FH — коэффициент долговечности. Допустимое значение выносливости на изгиб: где δ_F0 — предельное значение выносливости на изгиб в МПа; S_F – коэффициент запаса прочности на изгиб (равен 1,75); K_FL — коэффициент долговечности.

Рассчитать предварительный делительный диаметр зубчатого колеса. Вычислить предварительный модуль. Полученный модуль уточнить по ГОСТу.

Найти внешнее конусное расстояние. Полученную ширину округлить в большую сторону до стандартного значения.

Определить высоту зубьев. Произвести расчет валов редуктора. где τ — допустимое значение касательного напряжения в МПа.

1. Выбрать по размеру диаметров валов тип и размеры подшипников.
2. Произвести расчет зубчатого колеса.
3. Произвести расчет размеров корпуса.

Добиться необходимой прочности стенок корпуса агрегата и его деталей можно при помощи дополнительных ребер жесткости. Рекомендуется по возможности использовать пластмассы и другие легкие материалы, если это позволяют делать конструктивные возможности механизма. В целях экономии при создании редуктора следует выбирать материалы с более дешевой стоимостью, при условии, что это никак не скажется на его дальнейшей работе.

Конические редукторы нашли широкое применение на производстве. Несмотря на небольшие недостатки, они часто применяются в станках, поворотных механизмах и машинах. Использование таких агрегатов позволяет передать вращение под углом в 90 градусов, а также сделать реверс.

Видео:Регулировка пятна контакта шестерен главной пары редуктораСкачать

Коническая пара

Видео:Выпресовка цилиндрической шестерни из конической редуктора КАМАЗ.Скачать

Что такое коническая пара?

Пара коническая — это вид зубчатой передачи трансмиссий транспортных средств и иной техники, образуемый двумя коническими шестернями, оси которых расположены под углом (обычно прямым) друг к другу.

В трансмиссиях транспортных средств, тракторов и машин, а также в различном оборудовании часто возникает потребность изменить направление потока крутящего момента. Например, в заднеприводных автомобилях крутящий момент, передающийся карданным валом, перпендикулярен оси моста, и для привода колес этот поток необходимо развернуть на 90 градусов. В колесных тракторах МТЗ с передним ведущим мостом направление потока крутящего момента необходимо развернуть на 90 градусов уже трижды, так как оси колес располагаются ниже оси балки моста. А во многих агрегатах, машинах и оборудовании поток крутящего момента необходимо поворачивать на различные углы несколько раз. Во всех этих случаях используется специальная зубчатая передача на основе двух конических шестерен — коническая пара.

На коническую пару возлагается две основных функции:

• Поворот потока крутящего момента на тот или иной угол (чаще всего на 90 градусов);
• Изменение величины крутящего момента.

Первая задача решается конструкцией шестерен конической пары, оси которых располагаются под углом друг к другу. А вторая задача решается использованием шестерен с различным количеством зубьев, в результате чего образуется зубчатая передача с тем или иным передаточным числом.

Конические пары играют ключевую роль в работе многих механизмов трансмиссии и других систем, при износе либо поломке одной или обеих шестерен вся пара подлежит замене. Но прежде, чем покупать новую коническую пару, необходимо разобраться в конструкции этого механизма, его существующих типах, характеристиках и особенностях работы.

Видео:Коническая шестерня- результатСкачать

Типы и конструкция конических пар

Любая коническая пара состоит из двух зубчатых колес, имеющих коническую форму начальных поверхностей, и пересекающиеся оси валов. То есть, шестерни пары имеют коническую форму, а расположены они под прямым или иным углом друг к другу.

Гипоидная коническая пара с криволинейным зубом

Конические пары отличаются формой зубьев и расположением зубчатых колес друг относительно друга.

Следует заметить, что зубчатые колеса конической пары в зависимости от назначения имеют свое название:

• Ведущее — просто зубчатое колесо;
• Ведомое — шестерня.

По форме зубьев конические пары бывают:

• С прямыми зубьями;
• С криволинейными зубьями;
• С круговыми зубьями;
• С тангенциальными (косыми) зубьями.

Наиболее просты по конструкции шестерни с прямыми зубьями — они нарезаются параллельно оси колеса. Круговые зубья более сложны, они нарезаются по окружности того или иного диаметра. Тангенциальные (или косые) зубья похожи на прямые, однако они отклонены от оси шестерни. Наиболее сложны криволинейные зубья, форма которых задается различными формулами (функциями). Такое разнообразие в форме зубьев конических передач объясняется различиями в нагрузочных способностях зубчатых передач и их шумности. Наименьшие нагрузки выдерживают шестерни с прямыми зубьями, они же и наиболее шумные. Шестерни с косыми зубьями менее шумные и более плавно работают. А наибольшие нагрузки выдерживают шестерни с криволинейными и круговыми зубьями, они же и наименее шумные.

По взаимному расположению зубчатых колес пары делятся на две больших группы:

• Обычные, с совпадающими вершинами начальных поверхностей шестерен (то есть, если представить шестерни в виде конусов, то их вершины будут сходиться в одной точке);
• Гипоидные, со смещенными вершинами начальных поверхностей шестерен.

В первом случае оси шестерен располагаются в одной плоскости, во втором — в одной из плоскостей оси смещены. Гипоидные зубчатые передачи могут составляться только из конических шестерен с косыми или криволинейными зубьями, они отличаются высокой нагрузочной способностью и работают практически бесшумно.

Зубчатые колеса конических передач могут выполняться заодно с валом или отдельно от него. Обычно вал имеeт зубчатые колеса малого диаметра, большие шестерни редукторов ведущих мостов имеют большое внутреннее отверстие для монтажа на корпус дифференциала. Изготавливаются шестерни из специальных марок стали по различным технологиям — точением и фрезеровкой, накаткой, штамповкой с последующей накаткой и т.д. Зубья дополнительно могут подвергаться закалке, цементации или иной обработке. Конические пары для своей работы требуют постоянной смазки, причем в гипоидных передачах используются специальные марки консистентных смазок.

Видео:Как измерять и отрегулировать боковой зазор в зубчатой передачи. Шестерня проживет дольшеСкачать

Характеристики и стандартизация конических передач

Из основных характеристик конических передач следует выделить:

• Передаточное число — рассчитывается из отношения количества зубьев шестерни и колеса (обычно лежит в пределах от 1,0 до 6,3, хотя может отличаться в большую сторону);
• Средний нормальный и внешний окружной модули;
• Геометрические размеры зубчатых колес.

Также существуют и другие параметры конических передач, однако в процессе эксплуатации или для ремонта редукторов или иных механизмов они практически не используются.

Следует отметить, что в России характеристики и конструктивные особенности конических передач стандартизированы, шестерни и сами механизмы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 19325-73 (общий для всех зубчатых передач на основе конических шестерен), 19624-74 (прямозубые передачи), 19326-73 (передачи с круговыми зубьями), ГОСТ 1758-81 и другими.

Видео:Подбор конических пар для УШМ | Рекомендации по замене шестерней болгарокСкачать

Применяемость конических пар в транспортных средствах

Конические зубчатые пары наиболее часто используются в редукторах трансмиссий транспортных средств различного назначения:

• В качестве главной передачи в редукторах ведущих мостов заднеприводных и полноприводных автомобилей. Обычно такая передача выполнена в виде пары из шестерен разного размера, одна из которых (ведомая) устанавливается непосредственно на корпус дифференциала. Ведущая шестерня одинарной передачи изготавливается вместе с валом, шестерня двойной передачи — с валом и еще одной шестерней (конической или цилиндрической);
• В качестве верхних и нижних редукторов ведущих передних мостов колесных тракторов. В верхних редукторах обе шестерни могут иметь одинаковое число зубьев и размеры, они выполняются заодно со своими валами. В нижних редукторах ведомая шестерня выполняется большого диаметра и имеет специальную конструкцию для соединения с колесом;
• В различных агрегатах трансмиссии и иных систем. Конические пары могут иметь различную конструкцию, но в целом они соответствуют тому, что сказано выше.

Таким образом, на автомобиле может присутствовать от одной (на ТС с одним ведущим мостом) до трех (в полноприводных трехосных ТС) и более (в многоосных ТС с полным приводом) конических пар, а в тракторах с передним ведущим мостом присутствует четыре конические пары, еще как минимум один такой механизм может использоваться в трансмиссии трактора для поворота крутящего момента на вал отбора мощности.

Видео:Конические пары мотоциклов Днепр, Урал, 8ка, 9ка, 10ка. Сравнение скоростных характеристикСкачать

Как верно подобрать и заменить коническую пару

В процессе эксплуатации транспортного средства коническая пара подвергается значительным нагрузкам — именно через нее на ведущий мост подается весь крутящий момент от двигателя, также она подвергается вибрациям, толчкам и ударам вследствие взаимодействия с другими деталями. В результате со временем зубья шестерен в местах контакта изнашиваются, в них могут появляться сколы и наклепы, а в отдельных случаях зубья полностью выкрашиваются. Все это проявляется ухудшением работы механизма и повышенной шумностью. При подозрении на неисправность механизм необходимо разобрать и проверить, в случае поломки шестерен — произвести замену конической пары. Менять только одно из зубчатых колес не имеет смысла, так как в этом случае механизм в ближайшее время снова станет источником проблем.

На замену следует брать коническую пару, которая по конструкции, размерам и характеристикам соответствует ранее установленному механизму. При необходимости можно подобрать механизм с иным передаточным числом, которое позволит улучшить характеристики транспортного средства. Однако такую замену следует делать с осторожностью и только при полной уверенности, что она возможна и оправдана — об этом может сообщать сам производитель или специалисты.

Замена конической передачи должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту автомобиля или трактора. Обычно эта работа требует значительного вмешательства в ведущий мост и в редуктор — для замены шестерен приходится практически полностью разбирать мост и его отдельные механизмы. В ряде случаев придется заменить подшипники и уплотнительные элементы — их следует приобрести заранее. При установке зубчатых колес и сборке редуктора необходимо использовать рекомендуемые производителем смазочные материалы. А после выполнения ремонта необходима непродолжительная обкатка редуктора.

При верном подборе и замене конической пары отремонтированный механизм трансмиссии будет надежно работать, выполняя свои функции на всех режимах.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/shesterni-konicheskie-v-reduktor-para

  🎬 Видео

  Быстрый ремонт редуктора! Как поменять шестерни на болгарке Макита 9558Скачать

  

  Регулировка пятна контакта шестерен редуктора. ПРОСТО и ПОНЯТНО!Скачать

  

  Изготовление конической пары редуктора.Скачать

  

  Сборка редуктора десятки. Секрет регулировки соосности ступицы и шестерни.Скачать

  

  Разбираем устройство редуктора ⚙️ Коническая шестерня редуктораСкачать

  

  Правильная регулировка конической пары редуктора КАМАЗ. Виктор Илюшкин.Скачать

  

  Что такое МОДУЛЬ шестерни? Ты ТОЧНО поймешь!Скачать

  

  Конические пары и шестерниСкачать

  

  Монтажное или межосевое расстояние шестеренСкачать

  

  На болгарке съело шестерни. Замена редуктора. Ремонт болгарки SternСкачать

  

  Передаточное число шестерен. Паразитные шестерниСкачать