Геометрические параметры цилиндрических зубчатых колес

Ц илиндрическое зубчатое колесо имеет следующие конструктивные элементы:

1. венец – часть зубчатого колеса, содержащая зубья;

2. ступица с – часть зубчатого колеса, насаживаемая на вал;

3. диск – часть зубчатого колеса между ступицей и венцом.

К онтакт пары зубьев цилиндрической прямозубой передачи происходит по линии параллельной оси. При работе прямозубой передачи пара зубьев входит в зацепление сразу по всей длине контакта, что сопровождается ударом зубьев и повышенным шумом, поэтому прямозубые передачи применяют при невысоких окружных скоростях.

d = m∙z - диаметр делительной окружности;

d_a =(m∙z +2∙m) - диаметр окружности вершин зубьев;

d_f =(m∙z – 2,5∙m) - диаметр окружности впадин зубьев;

p = π∙m - шаг по делительной окружности (расстояние между одноименными точками профилей соседних зубьев, измеренное в сечении, нормальном линиям зубьев);

s = 0,5∙p - толщина зуба по делительной окружности;

e = 0,5∙p - ширина впадины по делительной окружности;

h_a = m - высота головки зуба;

h_f = 1,25∙m - высота ножки зуба;

h = 2,25∙m - высота зуба;

b - ширина зубчатого венца.

р/π =m - окружной модуль зубьев (основная геометрическая характеристика зубьев).

Значения модулей стандартизованы.

Стандартные модули (по ГОСТ 9563-80)

Ряды	Модуль, мм
I	1; 1,25; 1,5; 2; 2,5;3;4;5;6;8;10;12;16;20;252,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10;12; 16; 20; 25
II	1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 5,7; 9; 11; 14; 18; 22

Различают индексы, относящиеся: w - к начальной поверхности или окружности; b - к основной поверхности или окружности; а - к поверхности или окружности вершин и головок зубьев;

- к поверхности или окружности впадин и ножек зубьев; t – торцевому сечению; n - нормальному сечению; х - к осевому сечению. Параметрам, относящимся к делительной поверхности или окружности, индекса не присваивают.

Зубчатое зацепление характеризуется следующими основными параметрами: z₁ и z₂ – число зубьев шестерни и колеса; р – делительный окружной шаг зубьев; р_b=p∙cosα – основной окружной шаг зубьев; α– угол профиля делительный (равен углу профиля исходного контура, по ГОСТ 13754-81, α= 20°); а = (d₁+d₂)/2- делительное межосевое расстояние; а_w- межосевое расстояние. При отсутствии смещения исходного контура а_w= а; α_w- угол зацепления или угол профиля начальный определяется из выражения: cos α_w= а∙cos α/а_w ; d_b = d∙cos – основной диаметр (диаметр окружности, разверткой которой являются эвольвенты зубьев); d_wl и d_w2 – начальные диаметры (диаметры окружностей, по которым пара зубчатых колес обкатывается в процессе вращения);

длина активной линии зацепления (l) отсекается окружностями выступов;

коэффициент перекрытия - ε_α=l/p; передаточное число зацепления: u = ω₁/ω₂= n₁/n₂ =d₂/d₁= z₂/z₁;

полюс зацепления - точка касания начальных окружностей и одновременно точка пересечения линии центров колес О₁O₂ с линией зацепления

Цилиндрические передачи с внешним и внутренним зацеплением представлены на рисунке ниже

Линии пересечения боковых поверхностей зубьев с любой круговой цилиндрической поверхностью, соосной с начальной, называют линиями зубьев. Если линии зубьев параллельны оси зубчатого колеса, то его называют прямозубым - а). Если эти линии винтовые постоянного шага, то зубчатое колесо называют косозубым - б). С увеличением угла β наклона зуба повышается нагрузочная способность передачи, но возрастает осевая сила, действующая на валы и опоры. Обычно (β = 8...20°). Разновидность косозубых зубчатых колес – шевронные колеса: без канавки - в) и с канавкой для выхода инструмента - г). Вследствие противоположного направления зубьев на полушевронах осевые силы взаимно уравновешены на колесе и не нагружают опоры. В этом случае угол наклона β = 25 ... 40°. Для простоты изложения здесь рассматриваются передачи без смещения. Однако в обозначении межосевого расстояния для общности изложения индекс w сохраним.