Задание 1

1. Определите назначение и область применения зубчатых передач.

2. Если возникли трудности при выполнении задания 1 прочитайте текст1 «Область применения зубчатых передач»

3. Заполните таблицу 1 блока 1.

Текст 1 – Область применения зубчатых передач

Механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или поступательную пару, называют зубчатой передачей.

Зубчатая передача представляет собой передаточный механизм, звеньями которого являются зубчатые колёса, служащие для передачи движения и сил путём непосредственного контакта.

Зубчатая передача относиться к передачам зацеплением с непосредственным контактом пары зубчатых колёс. Меньшее из колёс передачи принято называть шестерней, а большее – колесом. Зубчатая передача предназначена в основном для передачи вращательного движения.

Они находят широкое применение во всех отраслях машиностроения, в частности в металлорежущих станках, автомобилях, тракторах, сельхозмашинах и т.д., в приборостроении, часовой промышленности и др. Их применяют для передачи мощностей от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 150 м/с и передаточных числах до нескольких сотен и даже тысяч, с диаметром колёс от долей миллиметра до 6 м и более.

Зубчатая передача с использованием зубчатого зацепления. Один из старейших способов передачи вращения между валами, широко применяемый и в настоящее время, особенно в тех случаях, когда требуются постоянные отношения частот вращения. Зубчатые колеса обычно изготавливают нарезанием зубьев в дисковых заготовках. Для плавной работы и эффективной передачи энергии вращения посредством зубчатого зацепления необходимо, чтобы зубья имели особую форму. Такая форма зубьев, называемая эвольвентной, в настоящее время применяется почти на всех зубчатых колесах. Зубчатые колеса обычно изготавливают из стали, но применяются и другие материалы – чугун, латунь, алюминий, пластмассы. Стальные зубчатые колеса для повышения долговечности подвергают поверхностному упрочнению путем науглероживания и термообработки. Такая обработка обязательна для всех ответственных зубчатых передач, в частности автомобильных передач и дифференциалов. Зацепление зубчатых колес может быть цилиндрическим, коническим и гипоидным – когда оси зубчатых колес, входящих в зацепление друг с другом, параллельны, пересекаются или скрещиваются соответственно.

Таблица 1 – Назначение и область применения зубчатых передач

Назначение	Область применения

БЛОК 2

Задание 2

1. Определите классификацию зубчатых передач.

2. Если возникли трудности при выполнении задания 1 прочитайте текст2 « Классификация зубчатых передач»

3. Заполните таблицу 2блока 2.

БЛОК 2

Текст 2 – Классификация зубчатых передач

В зависимости от взаимного расположения геометрических осей валов зубчатые передачи бывают: цилиндрические – при параллельных осях (рисунок 1 а-г); конические – при пересекающихся осях (рисунок 1 д, е); винтовые – при скрещивающихся осях (рисунок 1 ж). Винтовые зубчатые передачи характеризуются повышенным скольжением в зацеплении и низкой нагрузочной способностью, поэтому имеют ограниченное применение. А также гипоидные и червячные (рисунок 1 з), реечная передача(рисунок 1 и)

а-г– цилиндрические; д, е – конические;ж – винтовые; з – червячные;

и – реечная

Рисунок 1 – Виды зубчатых передач

В зависимости от взаимного расположения зубчатых колёс различают передачи с внешним зацеплением и внутренним зацеплением.

По расположению зубьев на поверхности колёс бывают:

прямозубые;

косозубые;

шевронные; 

круговым зубом.

По форме профиля зуба

-эвольвентные;

-с зацеплением М. Л. Новикова;

-циклоидальные.

Таблица 2 – Классификации зубчатых передач

Критерии	Виды

БЛОК 3

Задание 3

1. Определить преимущества и недостатки эвольвентного зацепления

2. Если возникли трудности при выполнении задания 1 прочитайте текст3 «Основы теории зубчатого эвольвентного зацепления»

3. Заполните таблицу 3 блока 3.

Текст 3 – Основы теории зубчатого эвольвентного зацепления

Эвольвента – это траектория движения точки, принадлежащей прямой, перекатывающейся без скольжения по окружности. Данная прямая называется производящей прямой, а окружность, по которой она перекатывается – основной окружностью. Согласно определению нормаль к эвольвенте (на которой лежит центр кривизны) является касательной к эвольвенте. Эвольвенты окружности описываются точками производящей прямой при ее перекатывании по окружности, которую называют основой.

К основным достоинствам эвольвентного зацепления относят: простоту образования профилей при нарезании; допущение регулирования межосевого расстояния без изменения передаточного отношения; взаимозаменяемость колес.

К основным недостаткам эвольвентного зацепления относят: сравнительно невысокую нагрузочную способность; повышенный износ профилей вследствие большого относительного скольжения.

Эвольвентная зубчатая передача – цилиндрическая зубчатая передача, профили зубьев которой выполнены по эвольвенте окружности.

Подавляющее большинство зубчатых передач, применяемых в технике, имеет зубчатые колеса с эвольвентным профилем.

Эвольвента как кривая для формирования профиля зуба была предложена Л. Эйлером. Она обладает значительными преимуществами перед другими кривыми, применяемыми для этой цели – удовлетворяет основному закону зацепления, обеспечивает постоянство передаточного отношения, нечувствительна к неточностям межосевого расстояния (что облегчает сборку), наиболее проста и технологична в изготовлении, легко стандартизируется (что особенно важно для такого распространенного вида механизмов как зубчатые передачи).

Рисунок 2 – Эвольвента

Эвольвента обладает следующими свойствами, которые используются в теории зацепления:

1) форма эвольвенты определяется радиусом основной окружности;

2) нормаль к эвольвенте в любой ее точке является касательной к основной окружности. Точка касания нормали с основной окружностью является центром кривизны эвольвенты в рассматриваемой точке;

3) эвольвенты одной и той же основной окружности являются эквидистантными (равноотстоящими друг от друга) кривыми.

Положение любой точки на эвольвенте может быть однозначно охарактеризовано диаметром окружности, на которой она расположена, а также характерными для эвольвенты углами: углом развернутости (обозначается ν), углом профиля (α), эвольвентным углом – invα.Углы для произвольно выбранной на эвольвенте точки Y, имеют соответствующий индекс:

- νY – угол развернутости эвольвенты до точки у;

- αY – угол профиля в точке Y;

- invαY – эвольвентный угол в точке Y (на окружности диаметра dY ).

То есть индекс показывает, на какой окружности находится рассматриваемая точка эвольвенты, поэтому для характерных окружностей.

Например: αa1 – угол профиля эвольвенты в точке, лежащей на окружности вершин первого колеса;