Практическая работа №2

Зубчатые передачи

1. Общие сведения

В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее – колесом. Термин зубчатое колесо относиться как к шестерне, так и к колесу. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, параметрам колеса – индекс 2. Зубчатые передачи – самый распространенный вид механических передач, так как могут надежно передавать от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 150 м/с.

Достоинства:

- высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей;

- малые габариты;

- большая долговечность;

- высокий КПД;

- сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;

- постоянство передаточного отношения;

- простота обслуживания.

Недостатки:

- высокие требования к точности изготовления и монтажа;

- шум при больших скоростях.

2. Классификация зубчатых передач

2.1 В зависимости от взаимного расположения геометрических осей валов зубчатые передачи бывают:

- цилиндрические – при параллельных осях в соответствии с рисунком 1.1;

- конические – при пересекающихся осях в соответствии с рисунком 1.2;

- винтовые – при скрещивающихся осях в соответствии с рисунком 1.3.

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

2.2 В зависимости от расположения зубьев на ободе колес различают передачи: прямозубые, косозубые, шевронные и с круговыми зубьями в соответствии с рисунком 1.1.

2.3 В зависимости от формы профиля зуба передачи бывают:

- эвольвентные,

- с зацеплением Новикова,

- циклоидальные.

2.4 В зависимости от взаимного расположения колес передачи бывают внешнего и внутреннего зацепления.

2.5 В зависимости от конструктивного исполнения различают закрытые и открытые зубчатые передачи.

2.6 В зависимости от числа ступеней зубчатые передачи бывают одно- и многоступенчатые.

2.7 В зависимости от относительного характера движения осей зубчатых колес различают рядовые зубчатые передачи (оси зубчатых колес неподвижны) и планетарные (ось сателлита вращается относительно центральной оси).

3. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности

зубчатых передач

В процессе зацепления на зуб действует нагрузка, передаваемая зацеплением, и силы трения. Для каждого зуба напряжения изменяются во времени по прерывистому отнулевому циклу. Повторно-переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: их поломки и выкрашивания рабочих поверхностей. Трение в зацеплении вызывает износ и заедание зубьев.

Поломка зубьев приводит не только к выходу из строя передачи, но и к повреждению подшипников, валов. Причины поломки зубьев: большие перегрузки ударного или статического действия, или повторные перегрузки, а также многократно повторяющиеся перегрузки, вызывающие усталость материала.

Для предотвращения поломок зубья рассчитывают на изгиб.

Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев заключается в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений.

Развитию трещин способствует расклинивающий эффект смазочного материала, попавшего в трещины зубьев. Развитие трещин приводит к выкрашиванию частиц материала с поверхности, образованию мелких ямок, переходящих затем в более крупные раковины. При выкрашивании нарушаются условия образования сплошной масляной пленки (масло выжимается в ямки), что приводит к быстрому изнашиванию и задиру зубьев. Предотвращению выкрашиванию способствует повышение твердости поверхности зубьев, правильный выбор сорта масла.

Заедание зубьев заключается в приваривании частиц материала одного зуба к другому вследствие разрушения смазочной пленки и местного повышения температуры в зоне контакта. Заедание зубьев предупреждают повышением твердости, подбором противозадирных масел.