2.2 Типи зубчастих передач
Залежно від розміщення осей валів, між якими здійснюється передача обертового руху, зубчасті передачі поділяються на три типи:
передачі циліндричними зубчастими колесами між паралельними валами;
передачі конічними зубчастими колесами між валами, осі яких перетинаються;
передачі гіперболоїдними зубчастими колесами між валами, осі яких схрещуються.
При паралельних осях зубчастих коліс маємо плоский зубчастий механізм. Якщо зуби в циліндричних колесах розміщені паралельно осі колеса, то такі зуби називають прямими, а саме колесо — прямозубим (рис. 9.2, а). Це найпростіший і найпоширеніший вид зубчастих коліс. Проте їх слід використовувати при малих колових швидкостях коліс (ν < 3—6 м/с) і не дуже великих навантаженнях. Це пояснюється тим, що зуби в такій передачі входять у контакт відразу по всій своїй довжині. Тому незначні помилки при виготовленні коліс та деформації деталей передачі супроводжуються шумом, що часто призводить до порушення рівномірного лінійного контакту і погіршення плавності роботи передачі. Отже, такі передачі працюють із шумом, мають невисоку плавність роботи і малу несучу здатність.
П
ри
великих колових швидкостях (ν
>
З м/с) і великих навантаженнях використовують
косозубі
(тангенціальні) колеса
(рис. 9.2, б),
в
яких зуби розміщені по гвинтовій лінії,
тобто під кутом до твірної початкового
циліндра. Передачі з косозубими колесами
характеризуються високою плавністю
зачеплення і меншим шумом при роботі,
мають високу несучу здатність. Це
пояснюється тим, що зубці входять у
зачеплення поступово, і в зачепленні
перебуває кілька пар зубів. Основним
недоліком ко-созубих передач є наявність
осьових сил, які діють як на самі колеса,
так і на опори їхніх валів або осей. Як
видно з рис. 9.3, а,
величина
осьової Fz
залежить
від кута нахилу зуба.
Для того, щоб позбутися осьових навантажень на зубчасті колеса, використовують шевронні зубчасті колеса (рис. 9.2, в), в яких гвинтові лінії зубів спрямовано в протилежні боки симетрично середині колеса. При такому розміщенні зубів осьові сили Fz взаємно зрівноважуються всередині колеса (рис. 9.3, б). Проте треба зазначити, що виробництво шевронних коліс значно складніше та дорожче, ніж простих косозубих, а тому їх використовують лише в дуже відповідальних випадках.
Внутрішнє та рейкове зачеплення (див. рис. 9,2, г, д) — це різновиди передач циліндричними зубчастими колесами. У першому випадку зуби одного колеса нарізані на внутрішній поверхні циліндричного тіла, у другому — колесо перетворилось у рейку. При цьому рейку можна розглядати як зубчасте колесо діаметром, що прямує до нескінченності. Рейкове зачеплення використовують для перетворення обертового руху в поступальний або навпаки.
Для передачі обертання між валами, осі яких перетинаються, використовують конічні колеса (рис. 9.2, є—ж). Найчастіше їх використовують із кутом перетину між осями валів (міжосьовим кутом) Σ = 90°. Таку передачу називають ортогональною. Якщо поверхні зубців паралельні твірним початкових конусів, то такі зубчасті колеса називають прямозубими (рис. 9.2, є). Вони мають усі переваги та недоліки, властиві прямозубим циліндричним зубчастим передачам. Для забезпечення кращих умов роботи за великих швидкостей і навантажень у конічних колесах доцільно використовувати гвинтові або косі зуби (рис. 9.2, є). Такі передачі працюють більш плавно і безшумно. Шевронні конічні зубчасті колеса не використовують через їх нетехнологічність. На практиці широке розповсюдження одержали конічні колеса з криволінійним зубом (рис. 9.2, ж), лінії зуба яких — дуга кола, евольвента, циклоїдні криві. Такі колеса нарізати простіше, ніж косозубі.
Для передачі обертання між валами, осі яких схрещуються, можна використовувати гіперболоїдні зубчасті колеса, в основу цих коліс покладені гіперболоїди обертання (рис. 9.2, з), твірні яких — прямі лінії. Якщо уздовж твірних ЕЕ (рис. 9.2, и) нарізати зуби, матимемо гіперболоїдні зубчасті колеса, які дають змогу передавати обертовий рух між осями, що схрещуються. Внаслідок того, що такі зубчасті колеса важко виготовляти, на практиці розповсюджені їх спрощені варіанти, одержані вирізанням різних ділянок гіперболоїдів. Якщо вирізати з гіперболоїда частину його горловини, дістанемо циліндричні зубчасті колеса 1—2, на віддаленні від горловини — конічні зубчасті колеса 3—4. Такі зубчасті передачі називають у першому випадку гелікоїдними або гвинтовими (рис. 9.2, 0, у другому — гіпоїдними (рис. 9.2, /). Окремим випадком передач гвинтовими колесами є черв'ячна передача (рис. 9.2, й). На черв'яку / кут нахилу зубів дуже великий, тому зуб встигає кілька разів обвити тіло черв'яка; на черв'ячному колесі 2 цей кут відповідно малий, і таке колесо нагадує звичайне косозубе колесо. Черв'як може бути циліндричним (рис. 9.2, й) або глобоїдним (рис. 9.2, к).
Білет 22