3.6. Зубчатые передачи

3.6.1. Общие сведения

Зубчатой передачей называется механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.

Зубчатые передачи применяются для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Достоинства передач:

- возможность передачи больших нагрузок (до кВт);

- возможность работы с большими окружными скоростями ( м/с);

- сравнительно малые нагрузки на опоры;

- высокий КПД ( );

- высокая долговечность и надежность;

- неизменность передаточного числа;

- простота ухода;

- возможность использования широкой номенклатуры материалов.

Недостатки передач:

- сложность изготовления;

- наличие шума во время работы;

- не предохраняют детали машины от поломок во время перегрузок.

Зубчатая передача состоит из 2-х колес, имеющих чередующие зубья и впадины. Меньшее из двух сцепляющихся колес называется шестерней, а большее — колесом. Параметры шестерни сопровождаются индексом 1, а колеса — 2. Наиболее распространенными являются передачи с эвольвентным профилем зуба. Эвольвентное зацепление обладает технологическими достоинствами. Зубчатые передачи находят широкое применение в различных отраслях промышленности: автотракторостроении, станкостроении, самолетостроении, энергетическом машиностроении и др. для передачи усилий от весьма малых значений до 100000 кВт Размеры зубчатого колеса могут быть от нескольких мм до нескольких метров (12 м и более).

3.6.2. Классификация зубчатых передач

Зубчатые передачи, используемые в виде отдельных агрегатов, могут быть трех видов:

- открытые, не имеющие кожуха для смазки, обычно тихоходные;

- полуоткрытые, имеющие кожух для масляной ванны;

- закрытые, у которых зубчатые колеса работают в закрытых корпусах, выполняющих силовые функции.

Зубчатые передачи классифицируются по ряду отличительных признаков:

- по расположению осей валов — с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями валов;

- по форме — цилиндрические, конические, эллиптические (в настоящем курсе изучаются только цилиндрические и конические, остальные – в специальных курсах);

- по форме и расположению зубьев — с прямыми, косыми, шевронными и криволинейными зубьями.

В зависимости от сочетания рассмотренных признаков, зубчатые передачи могут быть:

Цилиндрическая — прямозубая или косозубая, шевронная;

Коническая — прямозубая, косозубая и с круговыми зубьями;

Винтовая — состоящая из 2-х цилиндрических косозубых колес с перекрещивающимися осями валов;

Гипоидная — коническая винтовая.

В зависимости от расположения зубчатых колес, различают зубчатые передачи с внешним и внутренним зацеплением.

Разновидностью зубчатой передачи является реечная передача, которая служит для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот.

Самыми распространенными передачами являются цилиндрические и конические, а из них – цилиндрические, т.к. они проще в изготовлении. В шевронной передаче отсутствуют осевые усилия, действующие на валы. Винтовая и гипоидная передачи обладают большей плавностью работы, но КПД у них ниже и зубья изнашиваются быстрее вследствие повышенного скольжения. Винтовые передачи применяются редко. Гипоидные обладают повышенной несущей способностью (начальное касание в точке), поэтому по сравнению с винтовыми, они применяются значительно шире (автомобили, троллейбусы, текстильные машины).