Лекция №8

3. Зубчатые механизмы (передачи).

Зубчатые передачи используются для передачи вращательного движения и преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот. Высокая нагрузочная способность, компактность и точность воспроизведения закона относительного движения звеньев передачи обеспечили их широкое применение в машиностроении. Зубчатая передача состоит из двух зубчатых колес или зубчатого колеса и зубчатой рейки. По взаимному расположению осей колес зубчатые передачи можно разделить на 3 группы:

1. Цилиндрические передачи с параллельными осями колес. По направлению зубьев колес различают: (рис. 3.1, а, г) прямозубые, косозубые (рис. 3.1, б) и шевронные (рис. 3.1, в) цилиндрические передачи. Частным случаем цилиндрической передачи является реечная передача (рис. 3.1, к), в которой одно из колес представляет собой зубчатую рейку. Реечная передача служит для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот. По относительному расположению колес передачи различают передачи внешнего зацепления (рис. 3.1, а, б и в) и передачи внутреннего зацепления (рис. 3.1, г), когда одно из колес передачи располагается внутри другого.

Рис. 3.1

2. Конические передачи с пересекающимися осями колес.

П

а)

б)

в)

о направлению зубьев конические передачи могут быть прямозубыми (рис. 3.1, д), косозубыми (рис. 3.1, а) и с круговым зубом (рис. 3.1, ж).

Рис. 3.2

3. Гиперболоидные передачи с перекрещивающимися осями колес. Частными случаями гиперболоидных передач являются: винтовая цилиндрическая (рис. 3.1, и); винтовая коническая, получившая название гипоидной, (рис. 3.1, з) и червячные передачи с цилиндрическим (рис. 3.2, а) глобоидным (рис. 3.2, б) и коническим (рис. 3.2, в) червяками. Передача с коническим червяком получила название – спироидной.

В предлагаемом курсе лекций излагаются разделы теории зацепления, и геометрического синтеза цилиндрических зубчатых передач.

а)

б)

Рис. 3.3

На рис. 3.3 изображены цилиндрическая зубчатая передача внешнего (3.3,а) и внутреннего (3.3,б) зацепления.

Прямая линия О₁О₂ , пересекающая оси зубчатых колес передачи под прямым углом называется межосевой линией. Расстояние а_w между осями зубчатых колес передачи по межосевой линии называется межосевым расстоянием. Окружности зубчатых колес, перекатывающиеся друг по другу без проскальзывания, называются начальными окружностями и диаметры их обозначаются d_w . Межосевое расстояние равно: для внешнего зацепления – полусумме, а для внутреннего – полуразности диаметров начальных окружностей

(3.1)

Меньшее из двух колес передачи называется шестерней, большее – колесом. В случае равенства чисел зубьев шестерней называется ведущее зубчатое колесо, а колесом – ведомое. Шестерне приписывается индекс 1, колесу индекс 2.

Отношение угловых скоростей зубчатых колес передачи называется передаточным отношением.

(3.2)

Так как скорость точки касания начальных окружностей одинакова для обоих колес передачи:

,

то , (3.3)

Учитывая, что диаметры начальных окружностей зубчатых колёс пропорциональны их числам, отношение их диаметров можно записать отношением чисел зубьев.

Тогда , (3.4)

где знак “  ” для внешнего зацепления показывает что угловые скорости колес направлены в разные стороны, соответственно знак “ + ” для внутреннего зацепления показывает что угловые скорости колес имеют одинаковое направление.

Наряду с понятием “передаточного отношения” ГОСТ предусматривает понятие “передаточного числа”, представляющего собой отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни:

_, (3.5)

Передаточное число всегда положительно и больше единицы.

Передаточное отношение используется при кинематических расчетах, а передаточное число – при расчетах зубчатых передач на прочность.