2. Матеріали для виготовлення зубчастих передач.

Для виготовлення зубчастих передавачів матеріали вибираються з урахуванням необхідності забезпечення міцності, довговічності та технологічності конструкцій зубчастих коліс. Основними матеріалами, з яких виготовляють зубчасті передавачі, є:

• сталь,

• чавун,

• полімери.

Найчастіше для виготовлення зубчастих передавачів для передавання середньої потужності без значних динамічних навантажень, використовуються конструкційні сталі марок: 35, 40, 45, 50, 50Г, 40Х, 40ХН.

Для виготовлення особливо відповідальних зубчастих передавачів, що працюють при ударних навантаженнях, використовують леговані сталі марок 45ХН, 40ХНМА, 12ХНЗА та ін.

Для тихохідних зубчастих передавачів, що працюють при спокійному навантаженні, використовують чавуни марок СЧ 15, СЧ 21, СЧ 28 та ін.

Із полімерів для виготовлення зубчастих передавачів найчастіше використовують текстоліт, нейлон, капрон або аналоги.

З метою зниження шуму, шестерня швидкохідного зубчастого передавача виготовляється з металу (сталь, чавун), а колесо з текстоліту. В приладобудуванні зубчасті передачі виготовляють із кольорових металів та їх сплавів (мідь, латунь, бронза, дюралюміній тощо).

Лекція 8: Зубчасті колеса.

План:

1. Загальна характеристика зубчастих колес.

2. Циліндричні зубчасті колеса.

3. Конічні зубчасті колеса.

4. Рейкова передача (Кремальера).

1. Загальна характеристика зубчастих колес.

Зубчасте колесо, шестерня – основна деталь зубчастої передачі у вигляді диска із зубами на циліндричної або конічної поверхні, що входять у зачеплення із зубами іншого зубчатого колеса. У машинобудуванні прийнято мале зубчасте колесо з меншим числом зубів називати шестернею, а велике - колесом. Проте часто все зубчасті колеса називають шестернями.

Зубчасті колеса зазвичай використовуються парами з різним числом зубів з метою перетворення обертаючого моменту і числа обертів валів на вході і виході. Колесо, до якого обертаючий момент підводиться ззовні, називається ведучим, а колесо, з якого момент знімається – веденим.

Якщо діаметр ведучого колеса менше, то обертаючий момент веденого колеса збільшується за рахунок пропорційного зменшення швидкості обертання, і навпаки. Відповідно до передавальним відношенням, збільшення крутного моменту буде викликати пропорційне зменшення кутової швидкості обертання веденої шестірні, а їх твір – механічна потужність – залишиться незмінним. Дане співвідношення справедливе лише для ідеального випадку, не враховує втрати на тертя та інші ефекти, характерні для реальних пристроїв.

2. Циліндричні зубчасті колеса.

Зубчасті колеса класифікуються в залежності від форми поздовжньої лінії зуба на:

• прямозубі,

• косозубі,

• ш евронні.

П

Рисунок 8.1 – Циліндричні прямозубі колеса

рямозубі колеса – найпоширеніший вид зубчастих коліс (рис. 8.1). Зуби розташовані в радіальних площинах, а лінія контакту зубів обох шестерень паралельна осі обертання. При цьому осі обох шестерень також повинні розташовуватися строго паралельно. Прямозубі колеса мають найменшу вартість, але, в той же час, граничний крутний момент таких коліс нижче, ніж косозубих і шевронних

Косозубі колеса є вдосконаленим варіантом прямозубих (рис. 8.2). Їх зуби розташовуються під кутом до осі обертання, а по формі утворюють частину спіралі.

Переваги. Зачеплення таких коліс відбувається плавніше, ніж у прямозубих, і з меншим шумом. Площа контакту збільшена в порівнянні з прямозубою передачею, таким чином, граничний крутний момент, переданий зубчастої парою, теж більше.

Н едоліки. При роботі косозубого колеса виникає механічна сила, спрямована вздовж осі, що викликає необхідність застосування для установки вала наполегливих підшипників; Збільшення площі тертя зубів (що викликає додаткові втрати потужності на нагрівання), що компенсується застосуванням спеціальних мастил.

В

Рисунок 8.2 – Циліндричні косозубі колеса

цілому, косозубі колеса застосовуються в механізмах, що вимагають передачі великої крутного моменту на високих швидкостях, або що мають жорсткі обмеження по гучності.

Шевронні колеса (рис. 8.3). Зуби таких коліс виготовляються у вигляді літери «V» (або вони виходять стикуванням двох косозубих коліс із зустрічним розташуванням зубів). Передачі, засновані на таких зубчастих колесах, зазвичай називають «Шеврон».

Ш

Рисунок 8.3 – Циліндричні шевронні колеса

евронні колеса вирішують проблему осьової сили. Осьові сили обох половин такого колеса взаємно компенсуються, тому відпадає необхідність в установці валів на наполегливі підшипники. При цьому передача є самовстановлюючою в осьовому напрямку, унаслідок чого в редукторах з шевронними колесами один з валів встановлюють на плаваючих опорах (як правило – на підшипниках з короткими циліндричними роликами).

З

Рисунок 8.4 – Зубчасті колеса з внутрішнім зачепленням

убчасті колеса з внутрішнім зачепленням. При жорстких обмеженнях на габарити, в планетарних механізмах, застосовують колеса із зубчастим вінцем, нарізаним з внутрішньої сторони(рис. 8.4). Обертання ведучого і веденого колеса здійснюється в одну сторону. В такій передачі менше втрати на тертя, тобто вище ККД.