3.8. Сложные зубчатые передачи

Простые зубчатые передачи – это трехзвенные механизмы, состоящие из пары зубчатых колес и стойки, которые называются одноступенчатыми зубчатыми передачами. Эти механизмы реализуют относительно небольшие передаточные отношения:

На практике же часто приходится воспроизводить значительные передаточные отношения. Для их осуществления применяются несколько последовательно соединенных зубчатых колес, где кроме ведущего и ведомого, имеются еще и промежуточные колеса. Такие сложные зубчатые механизмы получили название многоступенчатых зубчатых передач. Многоступенчатые передачи - передачи, у которых оси вращения неподвижны, называются рядовыми передачами. Рядовая зубчатая передача представлена на рис. 3.18.

Общее передаточное отношение передачи равно:

Передаточное отношение каждой пары колес (ступеней) имеет

вид:

Перемножая передаточные отношения ступеней, получим:

следовательно,

.

Таким образом, передаточное отношение сложной многоступенчатой зубчатой передачи равно произведению передаточных отношений отдельных ступеней, взятых со своими знаками.

В общем случае, когда в зацеплении находится n колес, формула для общего передаточного отношения i_1n имеет вид:

.

Учитывая, что передаточное отношение каждой ступени может быть выражено через число зубьев колес этой ступени, то формула примет вид:

где т - число внешних зацеплений.

Множитель позволяет определить знак передаточного отношения сложного механизма. Если зубчатая передача выполнена в отдельном корпусе, то такая передача называется редуктором.

Передачи с промежуточными колесами (рядовые передачи).

При передаче движения между валами, находящимися на большом расстоянии друг от друга, или при необходимости воспроизвести передаточные отношения одного знака, можно применить рядовые передачи, состоящие из ряда последовательно соединенных колес, каждое из которых имеет собственную ось вращения (рис. 3.19).

Общее передаточное отношение такой передачи определится по формуле

Как видно из этой формулы, величина общего передаточного отношения не зависит от размеров промежуточных зубчатых колес. Эти колеса называются паразитами. Они обеспечивают заданное направление вращения ведомого вала или служат для передачи движения при большом межосевом расстоянии.

3.9. Зубчатые редукторы

Редуктором называется передача, установленная в закрытом корпусе и служащая для снижения угловой скорости и повышения вращающего момента на ведомом валу. Передача, помещенная в отдельном корпусе и предназначенная для повышения угловой скорости ведомого вала, называется ускорителем или мультипликатором. Установка передачи в отдельном корпусе гарантирует точность сборки, лучшую смазку, более высокий КПД, меньший износ, а также защиту от попадания в нее пыли и грязи. Поэтому вместо открытых передач во всех отечественных установках применяют редукторы. Открытые передачи используют при ручном и механическом тихоходном приводе. Зубчатые редукторы, благодаря указанным выше достоинствам зубчатых передач, нашли широкое применение. Наиболее распространенные схемы редукторов: одноступенчатый, двухступенчатый, двухступенчатый соосный, одноступенчатый конический, конический цилиндрический.

При больших передаточных числах применяют планетарные зубчатые передачи, а также комбинированные редукторы - зубчаточервячные и червячные. Помимо указанных редукторов применяют также мотор-редукторы - отдельные агрегаты, в которых редуктор и электродвигатель монтируется в одном корпусе.

Корпус редуктора должен быть прочным и жестким, жесткость усиливается ребрами. Изготовляют корпуса из чугунного литья СЧ10 и СЧ15. Основные габаритные размеры корпуса редуктора зависят от размеров зубчатых колес, остальные размеры определяют по эмпирическим формулам в соответствующих справочниках. Валы передач редукторов обычно устанавливаются на подшипниках качения. Подшипники скольжения применяют только для очень быстроходных передач и редукторов большой мощности.

Смазка зубчатых колес редукторов при окружных скоростях v=0,3 ... 12,5 м/с осуществляется окунанием колес в масляную ванну (картерная смазка). Заливают масло из расчета 0,35-0,7 л на 1 кВт передаваемой мощности (меньшее значение для меньшей вязкости).

Зубья быстроходной передачи погружают в масляную ванну до не менее 0,75 высоты зуба, тихоходные - на 1/3 радиуса делительной окружности, в конических передачах все грани нижнего зуба должны находиться в масле.

Расчет зубчатого редуктора состоит из расчета его элементов: передач, валов, шпонок и подшипников, а для редуктора большой мощности и червячных - из теплового расчета.

Основные параметры и цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления для редукторов, выполненные в виде самостоятельных агрегатов, нормализованы ГОСТ 13755-81.

Основные параметры конических зубчатых передач с углом пересечения осей, равный 90°, нормализованы ГОСТ 12284-76.