2.1 Зубчатые передачи. Общие сведения, классификация.

Принцип действия и классификация.

Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес.

Различают:

1). По расположению осей валов: передачи с параллельными осями (рисунок 1а.), которые выполняют с цилиндрическими колесами внешнего или внутреннего зацепления; передачи с пересекающимися осями (рисунок 1б.) – конические колеса; передачи с перекрещивающимися осями (рисунок 1в.) – цилиндрические винтовые, конические гипоидные, червячные. Кроме того, применяют передачи между зубчатым колесом и рейкой.

2). По расположению зубьев на колесах: прямозубые и косозубые (рисунок 1г.).

3). По форме профиля зубов: эвольвентные и круговые. Наиболее распространен эвольвентный профиль, предложенный Эйлером в 1760 году.

а.)

б.)

в.)

г.)

Рисунок 1 - Классификация зубчатых передач

Оценка и применение.

Преимущества:

Высокая нагрузочная способность и, как следствие, малые габариты; большая долговечность и надежность работы; высокий КПД; постоянство передаточного отношения; возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений.

Рисунок 2 - Сравнение габаритов

Недостатки:

Повышенные требования к точности изготовления, шум при больших скоростях, высокая жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

Наибольшее распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Конические, винтовые и червячные передачи применяют лишь в тех случаях, когда это необходимо при условии компоновки машин.

Краткие сведения о геометрии и кинематике.

Основные параметры.

Меньшее из пары зубчатых колес называют шестерней, а большее - колесом. Термин «зубчатое колесо» является общим. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, а параметрам колеса - 2.

– число зубьев шестерни и колеса;

p – делительный окружной шаг зубьев (равный шагу исходной зубчатой рейки);

=pcos – основной окружной шаг зубьев;

Рисунок 3 - Основные геометрические параметры

α – угол профиля делительный (равный углу профиля исходного контура), по ГОСТ 13755-81 α=20;

- угол зацепления: cosα_w=acosα/a_w;

m=p/π – окружной модуль зубьев (основная размерная характеристика размеров зубьев). Значения модулей стандартизованы в диапазоне 0,05…100мм;

d=pz/π=mz – делительный диаметр (диаметр окружности, по которой обкатывается инструмент при нарезании);

=dcos – основной диаметр (диаметр окружности, разверткой которой являются эвольвенты зубьев);

и - начальные диаметры. У передач без смещения и при суммарном смещении =0 начальные и делительные окружности совпадают.

Для колес без смещения:

h=2,25m;

d_a=d+2m;(диаметр окружности выступов)

d_f=d-2,5m;(диаметр окружности впадин)

A₁, A₂ – линия зацепления (общая касательная к основным окружностям);

П – полюс зацепления (точка касания начальных окружностей и одновременно точка пересечения линии центров колес O₁O₂ с линией зацепления).