Зубчатые передачи.

Основаны на зацеплении колес, по окружности которых нарезаны зубья. Их оси расположены на таком расстоянии, что зубья одного колеса входят между впадинами другого. Меньшее колесо является ведущим и называется шестерней, большее - ведомое, называется колесом. При вращении одного колеса боковые поверхности его зубьев упираются в боковые поверхности другого, в результате чего второе колесо получает вращение в противоположном направлении.

По расположению осей валов различают:

• передачи с параллельными осями ( цилиндрические колеса внешнего и внутреннего зацепления);

• передачи с пересекающимися осями ( конические зубчатые колеса);

- передачи с перекрещивающимися осями (цилиндрические, винтовые, червячные, гипоидные).

По расположению зубьев на колесах: прямозубые, косозубые, с круговым зубом.

По форме профиля зуба: - эвольвентные,

• круговые ( Новикова),

• циклоидные. Зацепление пары шестерен характеризуется: - числом зубьев шестерни ( Z_m1) и колеса ( Z _к2);

• передаточным числом i = n₁ / n₂ = Z₂ / Z₁;

• шагом t по делительной окружности;

• модулем зацепления m=t/П , являющимся основной характеристикой размеров зубьев;

• диаметром делительной окружности d_g = m*Z;

• диаметром основной окружности d_oc⁼ d_g * cos a;

• (разверткой основной окружности являются эвольвенты зубьев);

• диаметры начальных окружностей, по которым зубчатые колеса обкатываются в процессе зацепления

межцентровым расстоянием углом зацепления

h =2,25m

Величина потерь мощности характеризуется:

h = N₂ / N₁;Величина момента на ведомом валу: M₂= M₁ * i * h ;

К инематическое обозначение зубчатых передач:

зубчатое прямозубая цилиндрическая передача (i до 30);

косозубая цилиндрическая передача (i до 30);

цилиндрическая шевронная передача (i до 30);

коническая прямозубая передача (i=5);

цилиндрическая с внешним зацеплением;

цилиндрическая с внутренним зацеплением;

реечное цилиндрическое зацепление;

червячное зацепление (i до 80...300, h=0,6...0,7 , N=50кBт)

Мкр=5*106 Н*м; N=30-40 тыc.кBт; V=30-150 m/c; i=5-300; h=0,96...0,99;

Преимущества: - надежность работы в широком диапазоне нагрзок;

• компактность и долговечность;

• высокий к.п.д., i=const;

• малые нагрузки на валы;

• простота обслуживания.

Недостатки: - высокие требования к точности изготовления и монтажа;

- шум при больших скоростях;

- большая жесткость, непозволяющая компенсировать динамические нагрузки.

Расчет зубчатой передачи.

Если рассмотреть силы действующие в полюсе зацепления зубчатых передач, то: суммарная сила Q без учета трения может быть разложена на окружную силу Р, ради-альную R и осевую S. Если выразить Р = 2*M₁ / d₁ то R = Р * tga ; S=0 - прямозубая передача. S = Р * tgb - косозубая пер.; Тогда суммарная сила в зацеплении Q = P/cos a- цилиндрическая передача.

Расчет на прочность зубьев по контактным напряжениям:

q = Q / b ; q - удельная нагрузка; E_np, - пр. модуль упругости.

r₁, r₂ - радиусы кривизны зубьев.

Материал: зубчатые колеса изготавливаются из сталей 35ХГ, 40Х, 15Х и др. с термообработкой улучшение, закалка, нормализация; чугунов СЧ28-48, СЧ35-56 модифицированного и серого СЧ21-40, СС-2444; пластмасс - текстолита, лигнофоля и др.

В качестве разновидностей зубчатых передач, имеющих высокие технико-эксплуатационные характеристики можно отметить особо планетарные передачи.

Планетарными называют передачи, включающие в себя зубчатые колеса с перемещающимися осями.

П ередача состоит из центрального колеса 1 с наружным зацеплением, центрального колеса 2 с внутренним зацеплением, водила Н, на котором закреплены оси сателлитов 3 и 4.

Название вытекает из рабочего процесса вращения. Если же все звенья планетарной передачи свободные, то такую передачу называют дифференциальной.

Планетарные передачи используются как редукторы.

достоинства: - они компактны;

• вес их ниже в 2-4 раза;

• мощность передается по нескольким потокам;

• они обеспечивают i до 1000 без применения многоступенчатых передач.