Тема 10. Загальні відомості про зубчасті передачі

Застосування зубчастих передач та їх класифікація. Основні параметри евольвентного зачеплення. Початковий контур зубчастих коліс. Коригування зубців циліндричних зубчастих передач. Порядок розрахунку параметрів циліндричних зубчастих передач зовнішнього зачеплення. Ковзання і тертя у зачепленні зубців. Конструкції зубчастих коліс та їх виготовлення. Точність зубчастих коліс. (Матеріали і термообробка зубчастих коліс). Допустимі напруження.

Зубчастою передачею називається механізм, який за допомогою зубчастого зачеплення передає або перетворює рух із зміною кутової швидкості і обертового моменту. Принцип дії зубчастої передачі засновано на зачепленні пари зубчатих коліс.

За розміщенням осей валів розрізняють: зубчасті передачі з паралельними осями (рис. 1) - циліндричні передачі зовнішнього (а - в) та внутрішнього (г) зачеплення, передача типу зубчасте колесо – рейка (з); передачі із валами, осі яких перетинаються - конічні зубчасті передачі (д - е); із мимобіжними у просторі осями валів - черв’ячні, гвинтові (є), конічні гіпоїдні (ж).

За розміщенням зуб’їв на ободі колеса – прямозубі (а, г, д, з), косо зубі (в, г, е, є, ж) передачі.

За формою профілю зуб’їв - евольвентні і кругові передачі.

За конструктивним оформленням - закриті і відкриті передачі.

За коловою швидкістю коліс - тихо - (v = 3 м/сек), середньо - (v = 3...15 м/сек) та швидкохідні (v > 15 м/сек) передачі.

Зубчасті передачі широко використовуються в техніці: в загальному і галузевому машинобудуванні, верстатобудуванні, автомобільному та тракторному будуванні, в приладобудуванні та інших галузях. Конічні, черв’ячні, гвинтові передачі використовуються лише в тих випадках, коли це необхідно за умовами компонування машин.

Переваги зубчастих передач: висока навантажувальна здатність і як наслідок малі габарити; велика надійність і довговічність роботи, високий к.к.д.; постійне передаточне відношення; можливість використання в широкому діапазоні швидкостей, потужностей та передаточних відношень. Недоліки: підвищені вимоги до точності виготовлення, шум при високих швидкостях, висока жорсткість.

Основні параметри.

Менше із пари зубчастих коліс називають шестернею, а більше - колесом. До параметрів шестерні приписують індекс “ 1 ”, до параметрів колеса індекс - “ 2 ”.

Для прямозубих коліс (рис. 2) будуть справедливими такі терміни і визначення:

z₁ і z₂ - число зуб’їв шестерні та колеса;

Р - ділильний коловий крок зуб’їв – це відстань між однойменними профілями сусідніх зуб’їв, яка виміряна по дузі ділильного кола зубчастого колеса; цей крок дорівнює кроку вихідної зубчастої рейки.

Ділильним колом є таке коло, яке є початковим при зачеплені його з рейкою. Діаметрділильного кола

Р_в - основний коловий крок зуб’їв, він відповідає основному колу зубчастого колеса; ; тут α - кут профілю вихідного контуру за ГОСТ 13755-81 α = 20°;

α _w - кут зачеплення, Діаметр основного кола

Модуль – це основний параметр зубчастої передачі, який визначає її розміри. Для пари зачеплених коліс модуль повинен бути однаковим. Значення модуля m стандартизовано СТ СЕВ 310-706;

Міжосьова відстань або , де ; . Δ y - коефіцієнт урівнюючого зміщення при (знаходиться за ГОСТ 16532-70).

Для передач без зміщення і при х₁ = -х₂ або х_Σ :

Δ у = 0,

Висота зуба .

Діаметр вершин зуб’їв -

діаметр западин - -

Тут - коефіцієнт висоти головки зуба (за ГОСТ 13755-81 = 1), с* - коефіцієнт радіального зазору (за ГОСТ 13755-81 с* = 0, 25).

Для коліс без зміщення: h = 2, 25 m; d_a = d + 2 m; d_f = d - 2, 5 m.

А₁А₂ - лінія зачеплення - загальна дотична до основних кіл; g_a - довжина активної лінії зачеплення; П - полюс зачеплення - точка дотику початкових кіл і одночасно точка перетину лінії центрів коліс О₁О₂ з лінією зачеплення.