Зубчасті передачі

Майже в усьому промисловому обладнанні застосовуються зуб­часті передачі. Вони дають змогу змінювати швидкість рухомих частин вер­статів і напрямок їх руху, передавати від одного вала до іншого сили і крутні моменти, а також перетворювати їх.

У зубчастих передачах рух передається за допомогою пар зубчастих ко­ліс (мал. 10.6). Менше зубчасте колесо називають шестірнею, а більше – коле­сом. Термін “зубчасте колесо” стосується як до шестірні, так і до колеса.

В залежності від взаємного розташування осей валів зубчасті передачі поділяють на циліндричні, конічні і гвинтові. Циліндричні зубчасті колеса для промисло вого обладнання виготовляють з прямими, косими і кутовими (шевронними) зубами.

� � � � � � � Мал. 10.6. Зубчасті зачеплення: а – циліндричне з прямими зубами, б – таке ж з косими зубами, в – з шевронними зубами, г – конічне, д – колесо-рейка, е – черв’ячне, є – з круговими зубами

За профілем зубів розрізняють евольвентні, з зачепленням Новікова і циклої­дальні зубчасті передачі. У машинобудуванні широко застосовується евольвентне зачеплення. Принципово нове зачеплення Новікова можливе лише в косозубих передачах. Воно перспективне завдяки високій міцності. Циклоїдальне зачеплення використовується в різних приладах, у тому числі і в годинниках.

Циліндричні зубчасті колеса з прямими зубами (мал. 10.6, а) застосовуються в передачах з паралельно розташованими осями валів, вони встановлюються на них рухомо або нерухомо.

Циліндричні зубчасті колеса з косими зубами (мал. 10.6, б) застосовуються для передавання руху у передачах, осі валів яких перехрещуються в просторі, а іноді і між паралельними валами, наприклад, коли в передачі мають поєднуватися підвищена кутова швидкість і безшумність їх роботи при великих передаточ­них відношеннях (до 15: 1).

Косозубі колеса монтуються на валах тільки нерухомо. Робота косозубих коліс супроводжується осьовим тиском, а тому вони придатні для переда­вання лише порівняно невеликих потужностей. Осьовий тиск можна усуну­ти, з’єднавши два косозубі колеса з однаковими, але направленими у різні сторони зубами. Так одержують шевронне колесо (мал. 9.7, в), яке монтують, повертаючи вершину кута зубів в сторону обертання колеса. На спеціальних верстатах шевронні колеса виготовляють цілими з однієї заготовки.

Шевронні колеса міцні, їх застосовують для передавання великих потуж­ностей за умови, коли зубчасте зачеплення під час роботи зазнає поштовхи і удари. Ці колеса також установлюють на валах нерухомо.

Розрізняють також прямозубі, косозубі та з круговими зубами конічні пе­редачі. На мал. 10.6, г зображено конічні прямозубі, а на мал. 9.7, є – конічні кругові зуб­часті колеса. Їх призначення – передавання обертання між валами, осі яких перетинаються. Конічні зубчасті колеса з круговими зубами застосовують в передачах, де необхідні висока плавність і безшумність руху.

На мал. 10.6, д зображені зубчасті колесо і рейка. У цій передачі оберталь­ний рух колеса 1 перетворюється в прямолінійний рух рейки 2.

Евольвентне зачеплення – лінійчате, оскільки контакт зубів практично проходить по вузькій площадці, розташованій вздовж зуба (мал. 10.7, а). Цим пояснюється порівняно невисока контактна міцність цього зачеплення.

В зачепленні Новикова лінія контакту зубів стає точкою і зуби торкаються тільки в момент проходження профілів через цю точку (мал. 10.7, б), а неперерв­ність передавання руху забезпечується завдяки гвинтовій формі зубів. Тому це зачеплення може бути тільки косозубим з кутом нахилу β = 10…30⁰. При взаємному перекочуванні зубів контактна площадка пересувається вздовж зуба з великою швидкістю, що створює сприятливі умови для утворення стійкої масляної плівки між зубами, завдяки чому тертя в передачі зменшується майже в два рази, відповідно підвищується несуча здатність зубів.

Суттєвим недоліком розглянутого зачеплення є підвищена чутливість до зміни міжосьової відстані і значних коливань навантажень.