2.7. Зубчатые передачи

Зубчатая передача состоит из двух посаженных на валы зубчатых колес, меньшее из которых называют шестерней, а большее - колесом. Для передачи вращательного движения между двумя параллельными осями применяют цилиндрические колеса с прямыми (рис. 2.18, а и ж), косыми (рис. 2.18, б) и шевронными (рис. 2.18, в) зубьями; между пересекающимися осями - конические колеса с прямыми (рис. 2.18, г) или кру­говыми (рис. 2.18, д) зубьями; между перекрещивающимися осями - винтовыми колеса­ми (рис. 2.18, е). Для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот служит зубчато-реечная передача (рис. 2.18, з). Передача, в которой зубья коле­са находятся на его внутренней поверхности (рис. 2.18, ж), называется передачей внутреннего зацепления.

Зубчатые передачи получили наибольшее распространение в приводах строи­тельных машин благодаря малым габаритам по сравнению с другими механическими передачами, высокому КПД (η = 0,97 ... 0,99), большой долговечности и надежности, постоянству передаточного отношения, обусловленному отсутствием проскальзывания между сопрягаемыми кинематическими парами, возможности применения в широком диапазоне моментов, скоростей и передаточных отношений. К недостаткам относится шум в работе на значительных скоростях и в случае недостаточно качественного испол­нения.

Зубчатые передачи преобразуют скорости и моменты подобно фрикционным пе­редачам, но без упругого скольжения.

Передаточное число и зубчатой передачи с любым видом зубчатых колес (это понятие в зубчатых передачах отождествляют с передаточным отношением) определяют отношением чисел зубьев колеса z₂ и шестерни z₁:

В последнее время в строи­тельных машинах все большее при­менение находят соосные многопо­точные планетарные зубчатые пе­редачи (рис. 2.23, а). Передача состоит из двух центральных колес 1 и 2 и нескольких (обычно трех) са­теллитов 3, свободно посаженных на оси водила 4. Ведущими или ве­домыми звеньями в этой передаче могут служить водило и любое из центральных колес. Чаще в качестве ведущего используется центральное колесо /, называемое солнечным, а в качестве ведо­мого - либо водило, либо внешнее центральное колесо 2.

Передаточное число определится как:

Имея в виду, что>

получим:

Распределение нагрузки с центральных колес с помощью сателлитов на несколько потоков увеличивает соответственно количество находящихся в зацеплении зубьев, а их соосное расположение позволяет создавать более компактные и легкие зубчатые пе­редачи с большими передаточными отношениями. Они хорошо встраиваются, напри­мер, в барабаны лебедок, в ведущие звездочки гусеничных движителей и др., что в це­лом уменьшает габариты и массу машин.

2.8. Червячные передачи

Червячные передачи служат для передачи вращательного движения между перекрещивающимися валами, чаще под прямым углом. Передачасостоит из винта 1 (рис. 2.24), называемого червяком, и червячного колеса 2 с зубьями на своем ободе. Ведущим звеном в передаче является обычно червяк.

Рис. 2.24. Червячная передача

За один оборот z₁ - заходный червяк смещает червячное колесо Ha pz₁ или на угол 2πz₁/z₂, а для одного полного оборота колеса потребуется z₂/z₁ оборотов червяка. Дру­гими словами, за каждый оборот червяка червячное колесо поворачивается на z₁ зубьев. Из этого следует:

Достоинствами червячных передач, способствующими их широкому распростра­нению в приводах строительных машин, являются: бесшумность работы, возможность получения больших передаточных отношений при малых габаритах передачи, высокая точность перемещений, возможность обеспечения самоторможения. К недостаткам от­ носятся: сравнительно низкий КПД, небольшие передаваемые мощности (до 70 кВт), повышенный износ витков червяка и зубьев колеса, необходимость применения дорого­ стоящих материалов (бронзовые венцы червячных колес) для уменьшения коэффициен­та трения контактирующих поверхностей.