экзамен дм / 503680_7370C_otvety_na_bilety_po_dm_i_ok / шпоргалки / 5

Вопрос№5

3.1. Основные характеристики. Достоинства и недостатки

Зубчатая передача – это механизм, в котором движение передается и преобразуется за счет зацепления зубьев.

Передача вращательного движения с изменением угловых скоростей и вращательных моментов осуществляется парой зубчатых колес. В машиностроении колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, в приборостроении – трибом. Большее из колес, входящих в зацепление, называется колесом. У зубчатого колеса условно различают тело или основание (диск со ступицей) и зубчатый венец, отделяемый от тела поверхностью впадин зубьев.

Зубчатые передачи применяются в большинстве машин и приборов в широком диапазоне мощностей (до 300 МВт), скоростей (до 200 м/с), вращательных моментов (до 10⁷ Н·м) и передаточных отношений.

Достоинства:

– высокая нагрузочная способность при малых габаритах;

– высокая долговечность и надежность в работе;

– постоянство передаточного отношения (отсутствие проскальзывания);

– возможность применения в широком диапазоне мощностей, скоростей, вращательных моментов и передаточных отношений.

Недостатки:

– необходимость высокой точности изготовления и монтажа;

– сравнительно сложная технология изготовления;

– значительный шум и большие динамические нагрузки при высоких скоростях (за исключением гиперболоидных зубчатых передач).

В зубчатых передачах общего назначения окружные скорости могут достигать значений до 20-30 м/с. В зубчатых передачах высокой точности изготовления окружные скорости достигают значений:

• до 50 м/с – гиперболоидные зубчатые передачи;

• до 75 м/с – коническая прямозубая передача;

• до 200 м/с – цилиндрические косозубая и шевронная передачи.

КПД цилиндрических и конических зубчатых передач лежит в пределах 97 – 99,5 %. КПД гиперболоидных зубчатых передач лежит в более широких пределах (50 – 98 %).

Наибольшей нагрузочной способность обладают косозубая и шевронная цилиндрические зубчатые передачи.

Передаточные отношения цилиндрических и конических зубчатых передач могут достигать значений до 7 (10), а в шевронной цилиндрической передаче – до 20. Более высокие передаточные отношения среди силовых зубчатых передач (до 100) имеют гиперболоидные зубчатые передачи.

3.2. Классификация зубчатых передач

Классификации зубчатых передач строится по приведенным ниже геометрическим и функциональным особенностям.

По взаимному расположению осей различают следующие типы зубчатых передач:

– цилиндрические с параллельными осями колес (рис. 5.1, а – в);

– конические с пересекающимися осями колес (рис. 5.1, г, е);

– гиперболоидные (оси колес перекрещиваются), к которым относятся червячные (рис. 5.1, е), цилиндрические винтовые (рис. 5.1, ж), конические гипоидные (рис. 5.1, з) и спироидные передачи.

По характеру движения осей колес различают следующие типы зубчатых передач:

– рядовые (геометрические оси всех зубчатых колес неподвижны);

– планетарные (имеются зубчатые колеса с подвижными осями).

По относительному расположению поверхностей вершин и впадин зубьев различают следующие типы зубчатых передач:

– передачи внешнего зацепления (рис. 3.1, а – б);

– передачи внутреннего зацепления (рис. 3.2, а);

– зубчато-реечные передачи (рис. 3.2, б).

В зубчато-реечных передачах зубчатой рейкой называют колесо, радиус которого равен бесконечности, поэтому передаточное число данной передачи равно бесконечности при ведущей шестерни:

,

где , – радиусы начальных окружностей, соответственно, шестерни и колеса.

Зубья рейки имеют трапециидальный профиль. Передача предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

По направлению (расположению образующей линии) зубьев различают следующие типы зубчатых передач:

– передачи с прямыми зубьями (прямозубые цилиндрические и конические передачи) (рис. 3.1, а, г);

– передачи с винтовыми зубьями (рис. 3.1, б, е, ж).

Колеса прямозубых передач имеют прямые линии зубьев. Косые зубья цилиндрических передач являются разновидностью винтовых зубьев.

По рабочим профилям зубьев колес различают следующие типы зубчатых передач:

– передачи с эвольвентным зацеплением;

– передачи с циклоидальным зацеплением;

– передачи с зацеплением Новикова (передачи с круговыми зубьями).

Наибольшее распространение получил эвольвентный профиль зуба, предложенный Эйлером в 1760 году. Он обладает рядом технологических и эксплуатационных преимуществ. Круговой профиль зуба предложен М.Л. Новиковым. По сравнению с эвольвентным профилем круговой профиль зуба позволяет повысить нагрузочную способность зубчатых передач.