5.4. Зубчатые передачи. Основные понятия

В разделах 5.4- 5.12 изучаются методы расчета зубчатых передач на прочность и долговечность, полагая, что геометрия зацепления и способы изготовления известны из курса “Теория механизмов и машин”.

Существуют разнообразные зубчатые передачи: с параллельными осями, с пересекающимися, прямозубые, косозубые, эвольвентные, круговые ... .

Все понятия и термины, относящиеся к геометрии и кинематики, стандартизированы. Существуют также стандартные методы расчета. Однако из-за сильной детализации такие методы здесь не рассматриваются. За базовый метод расчета принята книга Иванова М.Н. [4].

Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес (рис. 5.13).

На рис. 5.13,а показана зубчатая цилиндрическая пара с наружными прямыми зубьями на обоих колесах. На рис. 5.13,б показана зубчатая цилиндрическая пара с прямыми зубьями, причем ведущее колесо, называемое шестерней, имеет наружные зубья, а ведомое колесо имеет зубьяв, нарезанные на внутренней поверхности колеса. На рис. 5.13,в показано зацепление шестерни с зубчатой рейкой.

а) б) в)

Рис. 5.13. Зубчатое зацепление: а) внешнее; б) внутреннее; в) с рейкой.

Рассматривая зубчатые передачи, обычно предполагают, что это редукторы. Чаще всего под редуктором понимают устройство, снижающее частоту вращения. Хотя возможно и повышение оборотов, но тогда подобное устройство обычно называют мультипликатором. На рис. 5.14- 5.32 изображены схемы различных зубчатых передач.

На рис. 5.14, где показан привод, состоящий из электродвигателя и редуктора, валы которых соединены муфтой, применены следующие обозначения: 1- двигатель; 2- редуктор; 3- станина; 4, 5- соединительные муфты. В последующих рисунках подобные фигуры означают отмеченные узлы.

В приводе на рис. 5.15 электродвигатель и редуктор соединены с помощью ременной передачи. Привод может быть выполнен таким образом, что электродвигатель будет закреплен на корпусе редуктора (рис. 5.16) или же редуктор с помощью фланцев окажется прикрепленным к редуктору (рис. 5.17). В таком случае это будет мотор- редуктор.

На рис. 5.18 показана схема цилиндрического одноступенчатого зубчатого редуктора. Здесь мощность через соединительную муфту подводится к шестерне 1, затем через колесо зубчатое 2 передается по валу к выходной муфте, к которой присоединяется какой-либо исполнительный орган. Причем на рис. 5.18,а показан вид со снятой крышкой, а на рис.5.18, б – продольный разрез.

На рис. 5.19 изображена схема 2-х ступенчатого однопоточного цилиндрического редуктора. Здесь также приведено различное положение промежуточного вала.

На рис. 5.20 изображена схема 2-х ступенчатого редуктора с цилиндрической зубчатой передачей с разделением подводимой мощности на 2 потока и последующим ее суммированием на выходном вале.

На рис. 5.21 показана схема 3-х ступенчатого редуктора, где на 2-м и 3-м валах мощность разделена на два потока, а на выходном вале она суммируется.

Схемы редукторов с конической зубчатой передачей приведены на рис. 5.22- 5.25. При этом на рис. 5.22 изображена схема с консольным расположением шестерни, а на рис. 5.24 шестерня размещена между опорами. В первом случае имеет место компактная конструкция, но в ней возможен недопустимый прогиб вала шестерни, во втором- усложнена конструкция. На рис. 5.23 (вид сверху), 5.25 (продольный разрез) показана схема двухступенчатого коническо- цилиндрического редуктора. Причем первой ступенью является коническая пара, а второй- цилиндрическая.

На рис. 5.26- 5.28 показаны различные схемы одноступенчатого и двухступенчатого червячных редукторов

Различные схемы планетарных редукторов приведены на рис. 5.29, 5.30. Здесь обозначены: а- центральное колесо с наружными зубьями; b- центральное колесо с внутренними зубьями; h- водило; q- сателлиты.

На рис.5.31, 5.32 изображены схемы волновых редукторов.