Такий розділ у механіці, як деталі машин,проходять усі студенти технічних спеціальностей. Основні моменти акцентуються на зубчастих передачах, які бувають кількох видів. Прямозуба, косозуба, а також шевронна передача – всі вони використовуються практично у всіх галузях промисловості.
Які функції виконує зубчасте зачеплення
Перш ніж говорити про те, що такециліндрична шевронна передача, необхідно розібратися із загальними положеннями. Зубчасте зачеплення використовується передачі обертального руху між валами. Так у безпосередній контакт входить пара зубів шестерні та колеса. Передатне число змінюється в залежності від розміру шестерні та кількості зубів на ній.
Зміна кутових швидкостей та моментів - основніфункції будь-якої зубчастої передачі, у тому числі і шевронної. Широке застосування в різних галузях промисловості вимагає постійного розвитку та поліпшення технічних характеристик передачі. В результаті з'являються нові види зачеплень, використовуються сплави високоміцні зубів і т.д.
Шевронні зубчасті передачі та все про них
Як ми вже розібралися, цей вид зачепленнявідноситься до зубчастих. Визначимося трохи з конструктивними особливостями даної передачі. Від класичної зубчастої ми маємо суттєві відмінності. По-перше, вінець складається із зубів, спрямованих у різні боки. Відповідно з одного боку вінця вони мають нахил в одну, зі зворотної - в іншу сторону.
Можна сміливо говорити про те, що шевронніпередачі мають величезну кількість переваг. Наприклад, відсутність осьового навантаження на підшипник, що дозволяє продовжити термін служби вузла. Крім цього, цей тип передачі дозволяє значно збільшити кут нахилу зубів, який приблизно дорівнює 25-40 градусів. У той час як у звичайному косозубому колесі межею є 18 градусів.
Звісно, є й свої нюанси.По-перше, висока складність та дорожнеча виготовлення шеврона. Так як використовується даний вид зачеплення для передачі великої потужності та швидкості за відсутності осьових навантажень, то точність виготовлення повинна бути дуже високою, а отже, і собівартість такого колеса виходить високою. По-друге, необхідність використання плаваючого валу в конструкції. З цієї простої причини інженери намагаються застосовувати косозубу передачу, де це можливо, і лише потім використовувати шевронну.
Переваги шевронного колеса
Слід зазначити, що всі механічні передачімають загальні переваги та недоліки. Це стосується і шевронного зачеплення. Розглянемо сильні сторони. По-перше, висока плавність ходу, що досягається завдяки великому куту нахилу зубів. Отже, і габарити будуть набагато меншими порівняно з косозубим колесом. Це дозволяє дещо знизити масу виробу, а також розмір вузла загалом.
Довговічність при дотриманні норм експлуатації(регулярне мастило, вибраковування, відсутність перегріву та механічних пошкоджень) становить близько 40 000 годин. Відповідно надійність даного вузла буде дуже високою. Це зумовлено ще й відсутністю осьових навантажень на підшипник. Як наслідок, не виникає перегріву валу та опори.
Високий ККД (97-98%) – ще одна сильна сторонашевронні колеса. Даний показник нерідко є визначальним фактором при виборі типу передачі в тому чи іншому вузлі, оскільки дозволяє досягти мінімальних втрат під час експлуатації. Постійне передатне число також важливий фактор, який хоч і не висувається на перший план, але все ж таки має місце. Такі переваги шевронної передачі відіграють важливу роль при експлуатації у важконавантажених вузлах машин.
Трохи про недоліки
Як і будь-який інший тип передач, цей маєкілька мінусів. Насамперед, як було зазначено вище, складність виготовлення. Вартість шевронного колеса досить висока, хоч і є довговічним. Найчастіше на виробництві при виході з ладу будь-якого вузла важливо замінити його якнайшвидше. У цьому випадку відмінно підійдуть косозубі та прямозубі колеса, які прості у виготовленні. Що ж до шевронного, то тут не все так однозначно. Точність монтажу також повинна бути високою, отже, збільшується кількість часу, що витрачається на установку деталі.
Шум під час роботи - чи це так важливо?
Ще один недолік - галасливість на високихшвидкостях. Хоча віднести його виключно до шевронної передачі було б безглуздо, адже це стосується всього розділу. Пара металевих зубів, що входять у зачеплення на високій швидкості, - це завжди дзвінкий шум, який хоч і глушиться за допомогою спеціальної мастила та кожухів, але не повністю. Також було сказано і про плаваючий вал, який необхідний для коректної роботи вузла, а це збільшує складність конструкції. Виготовлення шевронної передачі ретельно контролюється на всіх етапах, тому бракованих виробів мало, хоча ще кілька років тому ситуація була сумнішою.
Про профіль зуба
Як і у всіх зубчастих зачепленнях, у шевроні може бути використаний той чи інший тип зуба. Попередньо проводиться розрахунок шевронної передачі. Використовуються такі типи зубів:
- гвинтові одного напряму;
- гвинтові різних напрямків;
- евольвентні;
- неевольвентні.
Варто також загострити особливу увагу і на томуфакті, що неправильно підібраний тип зуба у тому чи іншому випадку призведе до таких наслідків, як: зниження ресурсу вузла, підвищена шумність, перегрів підшипника тощо. Отже, найбільш відповідальним етапом є теоретичний розрахунок передачі.
Розповсюдження шевронних коліс
Як уже було зазначено вище, механічні передачівикористовуються у багатьох галузях промисловості. Розглянувши шевронні передачі, переваги та недоліки яких наочно показують їхню доцільність, можна сказати про унікальність. Тим не менш, введення в експлуатацію шевронів повсюдно не можна назвати доцільним, що обумовлено високою вартістю і складністю конструкції.
Але незважаючи на це, без них не можна обійтися наметалургійних підприємствах. Там шевронна передача використовується на прокатних станах, різальних верстатах та іншому устаткуванні. Зумовлено це тим, що шевронне колесо може бути:
- тихохідним;
- середньошвидкісним;
- швидкісним;
- швидкохідним.
Тип роботи залежить від окружної швидкості.Найчастіше шевронна передача застосовується за високих окружних швидкостях (понад 30 м/с). Автомобільна промисловість - ще одна галузь, де без використання цієї механічної передачі обійтися досить складно. Це саме стосується і хімічної, а також харчової промисловості.
Матеріал виготовлення
Практично всі зубчасті передачі піддаютьсяінтенсивного зношування. З цієї причини необхідно використовувати високоміцні сплави, які справлялися б з роботою у важких умовах. Безпосередньо колесо шеврона або шестерня виготовляються зі сталі, а ось зуби переважно мають бути бронзовими. Але якщо використовувати бронзу в чистому вигляді, це занадто дорого. З цієї простої причини зуби виплавляються з високолегованої сталі з бронзовим напиленням.
Нерідко буває так, що вузол піддається передчасному зносу. Трапляється це з різних причин:
- биття у передачі;
- перегрів колеса та шестерні;
- недостатня кількість мастила.
У більшості випадків його не змінюють на новий, а ремонтують шляхом наплавлення зубів. Цей метод використовується практично у всіх механічних передачах, якщо це можливо і доцільно.
Підведемо підсумки
Основна перевага шевронної передачіполягає у можливості її використання на високих швидкостях. Важливу роль грає і те, що немає осьового навантаження на підшипник. Відповідно, виключається перегрів вузла, що є найпоширенішою причиною виходу останнього з ладу.
Водночас високі витрати на виготовленняшевронного колеса та шестерні не дозволяють використовувати цей вузол повсюдно. Це стосується і часу на встановлення шевронної передачі, а також високої кваліфікації фахівців, які займаються монтажем і введенням в експлуатацію вузла.
