3.3.2. Краткие сведения по теории и методические рекомендации по решению задач

К зубчатым передачам относятся передачи, в которых движение пере­дается зацеплением пары зубчатых колес.

Меньшие из зубчатых колес передачи принято называть шестернями, большие — колесами.

Для параметров шестерни принимается индекс 1, колеса — 2.

Из всех видов механических передач зубчатые наиболее распростране­ны, т. к. имеют высокую нагрузочную способность, могут передавать мощ­ности до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 150 м/с.

В зависимости от взаимного располо­жения зубчатых колес различают зубчатые передачи с внешним и внутрен­ним зацеплением. Наиболее рас­пространены передачи внешнего зацеп­ления.

По конструктивному исполнению пе­редачи могут быть открытыми (не защи­щены от влияния внешней среды) и за­крытыми (помещены в корпуса и работа­ют в масленой ванне).

В передаче различают два основных вала: ведущий 1 (входной) и ведомый 2 (вы­ходной). Параметры, относящиеся к веду­щему валу (с насаженными на него зубча­тыми колесами и т. п.) имеют индекс 1, а к ведомому — 2.

Передача, состоящая только из веду­щего и ведомого звеньев, называется одно­ступенчатой.

Основными характеристиками передачи являются:

мощность Р₁ на ведущем и Р₂ на ве­домом валах, кВт;

угловая скорость , ведущего иведомого валов, рад/с; или

частота вращения n₁ ведущего и п₂ ведомого валов, об/мин (рисунок 52.3).

Для проектировочного расчета любых передач этих характеристик дос­таточно.

Рисунок 52.3. Направления вращающих моментов в передаче:

а — ведущее звено — шестерня (1), ведомое звено — колесо (2);

б — схема направления вращающих моментов Т₁ и Т₂ в зависимости от принятых направле­ний и;

Производные характеристики:

коэффициент полезного действия (КПД) передачи

окружная скорость ведущего и ведомого звена, м/с

где d — диаметр колеса, м.

При отсутствии скольжения окружные скорости обоих звеньев равны, т. е. v₁ = v₂ (рисунок 52.3, б).

При v₁ = v₂, или , получаем передаточное число

или

Для зубчатой передачи, понижающей угловую скорость,

где z₁ и z₂ - соответствующее число зубьев шестерни и колеса.

Для стандартных редукторов передаточное число выбирают из ряда: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5 и т. д. (ГОСТ 2185-66).

окружная сила передачи, Н (рисунок 52.3, в)

На шестерне (ведущей) направление силы F_t, противоположно направ­лению вращения, на колесе (ведомом) совпадает с ним.

Вращающий момент

Вращающий момент на ведущем валу , его направление совпадает с направлением вращающего вала, так как это момент движущих сил.

Момент на ведомом валу , его направление противоположно

направлению вращения вала, так как это момент сил сопротивления (рисунок. 52.3, б).

Зависимость между вращающими моментами на валах используют при расчете передач.

следовательно,

Т₂ = Т₁ηu,

где и — передаточное число — основная кинематическая характеристика зубчатой передачи.