Содержание лекций 11-12 «Зубчатые передачи».
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 2
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 2
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 3
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ 5
ОБРАЗОВАНИЕ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ 8
ОБРАЗОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА 11
ЗАЦЕПЛЕНИЕ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА С РЕЙКОЙ 11
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЬЕВ МЕТОДОМ ОБКАТКИ 12
ИСХОДНЫЙ КОНТУР ЗУБЧАТОЙ РЕЙКИ 13
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС 14
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ 16
СКОЛЬЖЕНИЕ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЗУБЬЕВ 20
ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА ЗУБЬЕВ НА ФОРМУ И ПРОЧНОСТЬ ЗУБА 23
ПОНЯТИЕ О КОРРИГИРОВАНИИ ЗУБЧАТЫХ ЗАЦЕПЛЕНИЙ 25
ТОЧНОСТЬ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 27
К.П.Д. ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 28
ВИДЫ РАЗРУШЕНИЯ ЗУБЬЕВ И КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 29
МАТЕРИАЛЫ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС 30
ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 33
А. ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПРЯМОЗУБАЯ ПЕРЕДАЧА 37
ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО ПРЯМОЗУБОЙ ПЕРЕДАЧИ 37
ОСНОВНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ПРЯМОЗУБОЙ ПЕРЕДАЧИ 37
СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ПРЯМОЗУБОЙ ПЕРЕДАЧИ 38
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ОТКРЫТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ 39
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА HA ПРОЧНОСТЬ ОТКРЫТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ 44
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЗАКРЫТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ 50
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ЗАКРЫТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ 54
Глава 6
Зубчатые передачи
Общие сведения
Занятие 14
В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес (рис. 6.1). Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, а большее — колесом. Термин зубчатое колесо относится как к шестерне, так и к колесу. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, а параметрам колеса — 2. Зубчатые передачи — самый распространенный вид механических передач, так как могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт, при окружных скоростях до 150 м/сек. Зубчатые передачи широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.
Рис. 6.1. Цилиндрические зубчатые передачи внешнего зацепления
Достоинства и недостатки зубчатых передач
Достоинства:
1. Высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей.
2. Малые габариты.
3. Большая долговечность.
4. Высокий к.п.д.
5. Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники.
6. Постоянство передаточного числа.
7. Простота обслуживания.
Недостатки:
1. Высокие требования к точности изготовления и монтажа.
2. Шум при больших скоростях.
Классификация зубчатых передач
В зависимости от взаимного расположения геометрических осей валов зубчатые передачи бывают: цилиндрические — при параллельных осях (см. рис. 6.1); конические — при пересекающихся осях (рис. 6.2); винтовые — при скрещивающихся осях (рис. 6.3). Винтовые зубчатые передачи характеризуются повышенным скольжением в зацеплении и низкой нагрузочной способностью, поэтому имеют ограниченное применение.
Для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот применяется реечная передача (рис. 6.4), которая является частным случаем цилиндрической зубчатой передачи. Рейку рассматривают как колесо, диаметр которого обращается в бесконечность.
В зависимости от расположения зубьев на ободе колес различают (см. рис. 6.1) передачи: прямозубые (в), косозубые (б), шевронные (а) и с круговым зубом (см, рис. 6.2, в).
В зависимости от формы профиля зуба передачи бывают: эвольвентные (предложено Л. Эйлером в 1760г.), с зацеплением Новикова, циклоидальные.
В современном машиностроении широко применяется эвольвентное зацепление.
В 1954 г. М. Л. Новиков предложил принципиально новое зацепление, в котором профиль зуба очерчен дугами окружностей. Это зацепление возможно лишь при косых зубьях. Благодаря высокой несущей способности зацепление М. Л. Новикова весьма перспективно.
Циклоидальное зацепление в настоящее время сохранило свое применение в приборах и часах.
В зависимости от взаимного расположения колес зубчатые передачи бывают внешнего (см. рис. 6.1) и внутреннего (рис. 6.5) зацепления. Ниже рассматриваются передачи внешнего зацепления, как наиболее распространенные.
Рис. 6.2. Конические зубчатые передачи:
а-прямозубая; б-косозубая; в-с круговым зубом
Рис. 6.3. Винтовая зубчатая передача
Рис. 6.4 Реечная передача
В зависимости, от конструктивного исполнения различают открытые и закрытые зубчатые передачи. В открытых передачах зубья колес работают всухую или периодически смазываются консистентной смазкой. Закрытые передачи работают в масляной ванне; при смазке окунанием зубчатые колеса (одно из колес пары) погружают в масло на глубину до 1/3 диаметра.
Рис. 6.5. Цилиндрическая прямозубая передача внутреннего зацепления