5.3 Геометрические параметры колёс цилиндрических

зубча­тых передач

5.3.1 Оси колёс цилиндрической зубчатой передачи параллельны. В зависимости от расположения зубьев колёса и передачи могут быть с внутренним или внешним зацеплением. Последние в машиностроении преобладают. По расположению линий зубьев относительно образую­щих делительного цилиндра различают колёса косозубые, прямозубые и шевронные (таблица 5.1). Напомним, что линией зуба называют линию пе­ресечения боковой поверхности зуба с поверхностью делительного ци­линдра.

Таблица 5.1 – Характеристики цилиндрических колёс по расположе­нию линий зубьев относительно образующих делительного цилиндра

Эскиз	Характеристика
	Колёса косозубые Линии зубьев имеют форму винто­вых линий и пересекаются с образую­щими делительного цилиндра под ост­рым углом β. Колёса отличаются плавностью зацепления и несколько большей (по сравнению с прямозубыми) нагрузочной способностью. Широко применяются в машиностроении при окружных скоро­стях до 30 м/с и более. К недостаткам относится наличие осевой силы в заце­плении, которая нагружает подшипники.
	Колёса прямозубые Прямозубые колёса являются ча­стным случаем косозубых (угол β = 0). Их линии зубьев прямолинейны и параллельны образующим делительного цилиндра. Колеса применяются при окружных ско­ростях до 10 м/с. Осевая сила в зацеп­лении отсутствует.
	Колёса шевронные Шевронное колесо можно рас­сматривать состоящим из двух косо­зубых колёс, которые отличаются друг от друга только одним пара­метром – направлением наклона линий зубьев (у одного колеса это направление правое, у другого – ле­вое). Упомянутые косозубые колёса могут быть изготовлены как одно целое или же раздельно и затем же­стко соединены между собой. В зацеплении шевронных ко­лёс осевые силы взаимно уравно­вешены и не передаются на валы и подшипники. Применяются в круп­ных высоконагруженных редукторах.

5.3.2 Среди стандартных параметров цилиндрических колёс на первом месте следует назвать модуль. Стандартный ряд модулей да­ётся в ГОСТ 9563 - 60. Приводим ниже некоторые употребительные в силовых передачах стандартные значения модулей в мм:

1-й ряд (предпочтительней): 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и т.д.;

2-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0; 11,0.

В автотракторной промышленности и в редукторостроении приме­няют иногда нестандартные на сегодняшний день модули 1,6; 3,15; 3,75; 4,25; 6,3; 6,5 мм, которые предусматривались стандартами, ныне отме­ненными.

Напомним, что модулем называют частное от деления шага ко­леса, измеряемого в миллиметрах по дуге делительного цилиндра, на число π. Шаг принято измерять в двух сечениях колеса:

- нормальный шаг P_n – в сечении, нормальном к линии зуба;

- окружной (торцевой) шаг P_t – в сечении колеса, перпендикуляр­ном к его оси (торцевом сечении), что иллюстрировано рисунками 5.1 а, б.

В соответствии с двумя упомянутыми шагами различают также два модуля – нормальный m_n = P_n / π и окружной (торцевой) m_t = P_t / π. У ко­лёс прямозубых оба модуля совпадают по величине, у косозубых они различны, а стандартным назначают нормальный модуль.

Из числа стандартных параметров упомянем ещё межосевые рас­стояния и передаточные числа. В отличие от других, их значения при проектировании передач не всегда назначают стандартными, а только если такое условие поставлено заданием на проектирование.

Чтобы определить направление линий зубьев колеса (червяка), следует расположить колесо так, чтобы его ось была вертикальна. То­гда, если зубья колеса поднимаются вверх слева направо, то направле­ние будет правым, если справа налево – левым. Так, например, косозу­бое колесо на эскизе в таблице 5.1 имеет левое направление зубьев.

Изучаемые в лабораторной работе параметры нормальных цилин­дрических зубчатых колес иллюстрированы рисунком 5.1 и таблицей 5.2.

а – параметры колеса на виде с торца; б – то же самое на виде косозубого колеса сбоку.

Рисунок 5.1 – Параметры цилиндрического колеса с внешними зубьями

Таблица 5.2 – Основные геометрические параметры нормальных ко­лёс цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления

№ п/п	Параметры				Обо-зна-че­ние	Формулы
1	Число зубьев			шестерни	Z1
				колеса	Z2
2	Передаточное число				u	u
3	Угол наклона зубьев				β
4	Направление линии зубьев			шестерни		Правое или левое. У шестерни и колеса все­гда противоположное
				колеса
5	Шаг де­литель­ный		нормальный		pn
			окружной		pt
6	Модуль		нормальный		mn	;
			окружной		mt	;
7	Диаметр делительный			шестерни	d1
				колеса	d2
8	Межосевое расстояние
9	Высота		головки зуба		ha
			ножки зуба		hf
			зуба (всего)		h
10	Диаметр	окружности вер­шин			da
		окружности впа­дин			df
11	Радиальный зазор сопря­жён-ной пары колёс				c
12	Ширина венца			шестерни	b1	Теоретически одинакова. Конструктивно шестерня обычно шире колеса
				колеса	b2
13	Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию				Ψba