шпоргалка / подготовка к ЭКЗАМЕНУ / 32.Зубчатые передачи. Общие сведения.

32.Зубчатые передачи. Общие сведения.

 Общие сведения В зубчатой передаче движение передается с помощью зацеп ления пары зубчатых колес (рис. 1, а — в). Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее — колесо м. Термин «зубчатое колесо» относится как к шестерне, так и к коле су. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, параметрам колеса — индекс 2. Зубчатые передачи — самый распространен ный вид механических передач, так как могут надежно переда вать мощности от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 275 м/с. Рис. 1.   Цилиндрические  зубчатые   передачи   внешнего  зацеп ления Зубчатые передачи широко применяют во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Достоинства. 1. Высокая надежность работы в широком диа пазоне нагрузок и скоростей. 2. Малые габариты. 3. Большая долговечность. 4. Высокий к.п.д. 5. Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники. 6. Постоянство передаточного числа. 7. Простота обслуживания. Недостатки. 1. Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа. 2. Шум при больших скоростях. Классификация. В зависимости от взаимного расположения геометрических осей валов зубчатые передачи бывают: цилин дрические— при параллельных осях (рис. 1); к о н и ч е-с к и е — при пересекающихся осях (рис. 2, а, б); винто вые — при скрещивающихся осях (рис. 3). Винтовые зубчатые передачи характеризуются повышенным скольжением в зацеплении и низкой нагрузочной способностью, поэтому имеют ограниченное применение. Рис. 2. Конические зубчатые передачи: а — прямозубая;                           Рис.   3.   Винтовая зубчатая    б— с круговым зубом;                                                                                           передача Для преобразования вращательного движения в поступа тельное и наоборот применяют реечную передачу (рис. 4), которая является частным случаем цилиндрической зубча той передачи. Рейку рассматривают как колесо, диаметр которого увеличен до бесконечности. Рис. 4. Реечная передача                      Рис.  5.   Цилиндриче ская прямозубая пере дача   внутреннего                                      Ы.                                                              за цеплении В зависимости от расположения зубьев на ободе колес разли­чают (см. рис. 1) передачи: прямозубые (а), к о с о з у б ы е (б), ш е в р о н н ы е (в) и с круговыми зубьями (см. рис. 2, б). В зависимости от формы профиля зуба передачи бывают: эвольвентные, с зацеплением Новикова, цик лоидальные. В современном машиностроении широко при меняют эвольвентное зацепление [†]. В 1954 г. М. Л. Новиков предложил принципиально новое зацепление, в котором профиль зуба очерчен дугами окружно стей. Это зацепление возможно лишь при косых зубьях. Циклоидальное зацепление в настоящее время сохранилось в приборах и часах. В зависимости от взаимного расположения колес зубчатые передачи бывают внешнего (см. рис. 1) и в н у т р е н н е г о (рис. 5) зацепления. Ниже рассматриваются передачи внешнего зацепления, как наиболее распространенные. В зависимости от конструктивного исполнения различают о т к р ы т ы е и закрытые зубчатые передачи. В открытых передачах зубья колес работают всухую или периодически смазы ваются пластичным смазочным материалом и не защищены от влияния внешней среды. Закрытые передачи помещаются в пы ле- и влагонепроницаемые корпуса (картеры) и работают в мас ляной ванне (зубчатое колесо погружают в масло на глубину до ⅓  радиуса). В зависимости от числа ступеней зубчатые передачи бывают о д н о-  и   м н о г о с т у п е н ч а т ы е. В зависимости от относительного характера движения валов различают р я д о в ы е зубчатые передачи (рис. 1)    и   п л а н е т а р н ы е.  1.2. Основы теории зубчатого зацепления N Профили зубьев пары колес должны быть сопряженными, т. е. заданному профилю зуба одного колеса должен соответство вать вполне определенный профиль зуба другого колеса. Чтобы обеспечить постоянство передаточного числа, профили зубьев нужно очертить такими кривыми,  которые удовлетворяли  бы требованиям основной теоремы зацепления.       Рис. 6. Схема к доказательству основной теоремы зацепления Основная теорема зацепления. Для доказательства теоремы рассмотрим пару сопряженных зубьев в зацеплении (рис. 6). Профили зубьев шестерни и колеса касаются в точке S, называе мой   т о ч к о й      з а ц е п л е н и я. Центры вращения О1 и О2 расположены на неизменном расстоянии aw друг от друга. Зуб шес терни, вращаясь с угловой скоростью w1, оказывает силовое действие на зуб колеса, сообщая последнему угловую скорость w2. Проведем через точку S общую для обоих профилей касатель ную ТТ и нормаль NN. Окружные скорости точки S относительно центров вращения О1 и О2: v1 = O1 S w1              и        v2 = O2 S w2 Разложим v1 и v2 на составляющие v'1 и v'2 по направлению нормали NN и составляющие v''1 и v''2 по направлению касательной ТТ. Для обеспечения постоянного касания профилей необходимо соблюдение условия v'1 = v'2, в противном случае при v'1 < v'2 зуб шестерни отстанет от зуба колеса, а при v'1 > v'2 произойдет вреза ние зубьев. Опустим из центров O1 и О2 перпендикуляры O1B и О2С на нормаль NN.