Рекомендации применения зубчатых колес по нормам плавности

Степень точности по ГОСТ 1643-81	Допустимая окружная скорость V, м/с, колес
	прямозубых	косозубых
4	40	75
5	35	70
6	20	40
7	10	15
8	6	10

Ограничения на допустимую окружную скорость зубчатых колес влияют на конструкцию коробок скоростей. Прямозубые колеса позволяется объединять в блоки (по 2,3 колеса) и перемещать их непосредственно вдоль оси вала для ввода в зацепление разных колес с целью получения необходимой частоты вращения шпинделя (рис. 2.29, а,б). Косозубые колеса устанавливаются на валах стационарно, поэтому для включения разных колес и соответственно разных частот вращения используются муфты. Электромагнитные муфты целесообразно использовать на низших частотах вращения валов и зубчатых колес. Зубчатые и профильные муфты рекомендуется применять для высокоскоростных редукторов (рис. 2.29,в).

Перемещения зубчатых колес и муфт вдоль оси вала лучше всего производить с помощью гидроцилиндров. На рис. 2.29 приведены такие схемы. Схема на рис. 2.29, аобеспечивает два положения зубчатого блока, передвигаемого гидроцилиндром, управление которым обеспечивает двухпозиционный распределитель масла золотникового типа. Более сложная схема управления зубчатым блоком на три положения представлена на рис. 2.29,б. В конструкцию гидроцилиндра1заложена втулка2, имеющая возможность перемещаться по штоку3. Положение элементов гидросистемы, как представлено на рис 2.29,б, соответствует позицииIIзубчатого блока. Подача масла осуществляется одновременно в обе полости гидроцилиндра1. Разность площадей плоскостей цилиндра создает с правой стороны большую силу, которая перемещает втулку2в левую сторону до упора. Вилка4переключателя зубчатого блока жестко закрепляется на штоке3, фиксирует среднее положение тройного блока.

а)	б)	в)

Рис. 2.29. Схемы переключения зубчатых колес с помощью гидроцилиндров:

а - двойного блока; б - тройного блока; в - зубчатой муфты

Включение гидрораспределителя 5в положение с перекрещивающимися каналами для прохода масла позволит гидроцилиндру1сместить втулку4влево и вступить в работу зубчатым колесам в позицииI, рис. 2.29,б. Соответственно включение гидрораспределителя в положение с параллельными каналами дает позициюIIIзубчатых колес. Конструктивное исполнение такого механизма приведено на рис. 2.30. Другие варианты механизмов приведены в работе [11].

Рис. 2.30. Механизм переключения частот вращения:

1 – гидроцилиндр; 2 – поршень-втулка; 3 – шток; 4 – вилка; 5 – конечные выключатели; 6 - фиксатор

Управление зубчатыми муфтами для включения зубчатых колес по рис. 2.29, ваналогично управлению для переключения блоков с прямыми зубьями.

В отличие от прямозубого зацепления в косозубом зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно, что обеспечивает плавность зацепления и значительное снижение динамических нагрузок и шума при работе передачи. Отмеченное преимущество косозубого зацепления становится особенно значительным в быстроходных передачах, так как динамические нагрузки возрастают пропорционально скорости. Поэтому в современных высокоскоростных приводах главного движения косозубые колеса получили преимущественное распространение, включая и одиночные зубчатые передачи. Однако наличие в зацеплении осевых сил, которые дополнительно нагружают подшипники, является недостатком косозубых колес. Во избежание больших осевых сил в косозубой передаче угол наклона линии зуба ограничивают значениями β = 8…18°, несмотря на то, что с увеличением β возрастает прочность зубьев, плавность работы передачи, её нагрузочная способность. При этом для шестерен рекомендуется принимать направление зуба левое, для колес – правое.

Основными геометрическими параметрами зубчатой пары колес с эвольвентным зацеплением являются: модуль, диаметры и ширина зубчатого венца.

Основной параметр зубчатого колеса – модуль зубьев. Для пары колес, находящихся в зацеплении, модуль должен быть одинаковым. Модули зубьев для цилиндрических и конических передач регламентированы (ГОСТ 9563-80). Значения стандартных модулей от 1 до 14 мм приведены в табл. 2.30.

Таблица 2.30