1. Зубчатые механизмы

1.1. Возможности по преобразованию вида движения, изменению скорости, достоинства, недостатки зубчатых механизмов.

1.2. Классификация зубчатых передач; возможности, достоинства, недостатки разных видов зубчатых передач.

1.3. Геометрические параметры цилиндрических прямозубых колес и

передач. Передаточное отношение (число) зубчатых передач.

4. Применение зубчатых передач в приборостроении.

1.1. Возможности по преобразованию вида движения, изменению скорости, достоинства, недостатки зубчатых механизмов.

Зубчатые механизмы чаще по сравнению с другими видами механизмов применяются в машиностроении, приборостроении, в технических системах. Они служат для преобразования вращательного движения ведущего звена и передачи моментов сил.

В зубчатой передаче движение передается с помощью зацеп­ления 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 коле­су. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, параметрам колеса — индекс 2. Зубчатые передачи — самый распространен­ный вид механических передач, так как могут надежно переда­вать мощности от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 275 м/с.

Рис. 1. Цилиндрические зубчатые передачи внешнего зацеп­ления

Зубчатые передачи широко применяют во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

Достоинства. 1. Высокая надежность работы в широком диа­пазоне 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.

Передаваемые мощности зубчатой передачи до 10000 кВт, линейная

скорость до 150 м/c; размеры от долей мм до десятков метров.

На зубчатые передачи установлены 12 степеней точности по ГОСТ 1643-81, характеризующие кинематическую точность колес, плавность их работы,

пятно контакта и боковой зазор. Выбор степени точности зависит от

назначения и условий работы зубчатой передачи. Так для редукторов общего назначения назначают 6...9 степени точности, для металлорежущих станков - 5...6; легковых автомобилей - 5...8; грузовых - 7...9.

1.2. Классификация зубчатых передач; возможности, достоинства, недостатки разных видов зубчатых передач.

Классификация. В зависимости от взаимного расположения геометрических осей валов зубчатые передачи бывают: цилин­дрические— при параллельных осях (рис. 1); к о н и ч е-с к и е — при пересекающихся осях (рис. 2, а, б); винто­вые — 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 поступа­тельное и наоборот применяют реечную передачу (рис. 4), которая является частным случаем цилиндрической зубча­той передачи. Рейку рассматривают как колесо, диаметр которого увеличен до бесконечности.

Рис. 4. Реечная передача Рис. 5. Цилиндриче­ская прямозубая пере­дача внутреннего Ы. за­цеплении

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, цик­лоидальные. В современном машиностроении широко при­меняют эвольвентное зацепление ¹.

В 1954 г. М. Л. Новиков предложил принципиально новое зацепление, в котором профиль зуба очерчен дугами окружно­стей. 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 смазы­ваются пластичным смазочным материалом и не защищены от влияния внешней среды. Закрытые передачи помещаются в пы­ле- и влагонепроницаемые корпуса (картеры) и работают в мас­ляной 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.