У кожному зубчастому колесі (мал. 10.7, в) розрізняють три кола (ділильне, виступів і впадин) і три відповідних діаметри.

Ділильне або початкове коло ділить висоту зуба на дві нерівні частини. Верхню частину зуба називають головкою, а нижню – ніжкою зуба. Висоту головки зуба прийнято позначати h_a, висоту ніжки – h_f, діаметр кола – d.

Коло виступів – це коло, що обмежує зверху профілі зубів колеса, його діаметр позначають d_a.

Коло западин проходить по основах впадин зубів, діаметр цього кола по­значають d_f.

� � � � � � � Мал. 10.7. Схема руху контактної площадки та основні елементи зубчастого колеса.

Відстань між серединами двох сусідніх зубів, виміряна вздовж дуги ділиль­ного кола, називається кроком зубчастого зачеплення. Крок позначають бук­вою Р. Якщо крок, виражений в міліметрах, розділити на число π = 3, 14, то одержимо величину, яку називають модулем.

Модуль виражають в міліметрах і позначають буквою m. Таким чином, модуль

m = P/π = P/3, 14

а крок

P = π m = 3, 14m

Дуга ділильного кола S в межах зуба називається товщиною зуба, дуга S₁ – шириною западини. Як правило, S = S₁. Розмір b зуба вздовж лінії, паралельної осі колеса, називається довжиною зуба.

Число зубів зубчастого колеса позначається буквою Z.

У зуборізній справі модуль є дуже важливим показником. Від нього за­лежать усі елементи зуба: висота головки h_a = m, висота ніжки h_f= 1, 25m, висота всього зуба h = h_a + h_f = m +1, 25m = 2, 25 m.

Знаючи число зубів Z і модуль m, можна визначити діаметр ділильного кола зубчастого колеса

d = zm,

діаметр кола виступів

d_a = d + 2h’ = zm + 2m = (z +2)m,

діаметр кола впадин

d_f = d – 2h_f = zm – 2, 4m = (z – 2, 4)m.

Щоб визначити діаметр заготовки для виготовлення зубчастого колеса, до заданого числа зубів додають число два і одержаний результат перемножують на модуль.

Тихохідні зубчасті колеса виготовляють з чавуну або вуглецевої сталі швидкохідні – з легованої сталі. Після нарізання зубів на зуборізних верста­тах зубчасті колеса піддають термічній обробці, щоб збільшити їх міцність і підвищити стійкість проти зношування. Якість поверхонь зубів коліс з вуглецевої сталі підвищують хіміко-термічним способом – цементацією з на­ступним гартуванням. Зуби швидкохідних коліс після термічного оброблення шліфують або притирають. Застосовується також поверхневе гартування струмами високої частоти.

Щоб зачеплення було плавним і безшумним, одне з двох коліс у зубчас­тих парах іноді при невеликих навантаженнях виготовляють з текстоліту, деревинношарового пластика ДСП-Г або капрону. Для полегшення зачеп­лення зубчастих коліс при увімкненні шляхом пересування по валу торці зубів з боку їх ввімкнення заокруглюють.

Черв’ячні передачі дають змогу одержати великі передаточні числа, тому їх застосування доцільне у разі необхідності невеликої частоти обертання веденого вала. Суттєве значення має і те, що черв’ячні передачі займають менше місця, ніж зубчасті.

Черв’ячна передача (див. мал. 10.6, е) складається з черв’яка 1, що насаджу­ється на ведучий вал або виготовляється з ним як одне ціле, і черв’ячного колеса 2, що закріплюється на веденому валі. Черв’як являє собою гвинт з трапецеїдальною різзю. Гвинтові зуби черв’ячних коліс увігнуті по довжині.

За числом зубів розрізняють черв’яки одно-, двозахідні і т.д. Однозахідний черв’як за один оберт повертає колесо на один зуб, двозахідний – на два тощо. Щоб визначити передаточне число u черв’ячної передачі, треба число заходів К черв’яка розділити на число зубів z₂ черв’ячного колеса. Якщо, наприклад К = 2, а z₂ = 50, то

u = K/z₂ = 2/50 = 0, 04.

При частоті обертання черв’яка n = 500 обертів за хвилину для черв’ячного колеса n₂ = n₁u = 500 • 0, 04 = 20 об/хв.

Недоліком черв’ячних передач є великі втрати потужності, що передаєть­ся, на тертя. Для зменшення втрат черв’яки виготовляють із сталі, їх поверх­ні після гартування шліфують, а ободи черв’ячних коліс, які надівають на стальну маточину, виготовляють з бронзи. При застосуванні таких матеріа­лів тертя зменшується, меншими стають втрати потужності і знос деталей.

Кінематика механізмів. Механізм і машина, ланки механізмів. Кінематичні пари та кінематичні схеми механізмів. Типи кінематичних пар.

Машини та обладнання, що використовуються в промисловос­ті, складаються з агрегатів, механізмів та складальних одиниць. Вони відрізняються за призначенням, розмірами, формою, конструкцією, мате­ріалами.

Машина – це механізм або поєднання агрегатів і механізмів для перетво­рення енергії руху одного виду в інший, а також для перетворення матеріалів та інформації.

Агрегат – сукупність механізмів, що забезпечують виконання певних функцій (автомобільний, тракторний двигун, електродвигун, гідропривід).

Механізм – сукупність рухомо з’єднаних деталей, що передають, пере­творюють (відтворюють) рух.

Складальна одиниця – сукупність деталей, що є взаємозамінною складо­вою частиною агрегатів.

Деталь – виріб, виготовлений з однорідного матеріалу без застосу­вання складальних операцій. Деталями є як прості вироби, такі як шайба, гайка, гвинт, так і складні: станина, блок двигуна, колінчастий вал, вал турбіни.

Машини щодо характеру робочого процесу поділяються на двигуни, ге­нератори, знаряддя, транспортуючі та керуючі машини.

Двигун – агрегат для перетворення теплової, електричної та іншої енергії в механічну роботу. До них належать двигуни внутрішнього згорання, елек­тродвигуни, газові турбіни, гідромотори, парові машини тощо.

Генератори – перетворюють механічну енергію в інший вид енергії. До них належать генератори електричної енергії, компресори та інші.

Знаряддя – машини, що використовують механічну роботу двигунів для виконання технологічних операцій, пов’язаних з обробкою, переробкою різ­них матеріалів, виготовленням виробів, деталей машин. Знаряддями є токар­ні, свердлильні верстати, кувальні молоти, преси, автоматичні лінії.

Транспортуючі машини застосовують для переміщення різних вантажів. Це транспортери, конвеєри, мостові крани, автокрани тощо.

Керуючі машини – автоматизовані комплекси для керування агрегатами, системами чи сукупністю машин; мають в своєму складі один чи декілька комп’ютерів. Застосовуються для забезпечення найефективніших режимів роботи керованих об’єктів (найвищої продуктивності, найменшої витрати енергії, сировини, найвищої якості виробів тощо).

Механізми, що є складовою частиною машин, утворюються з рухомих ланок, які з’єднуються між собою кінематичними парами і нерухомими опорами.

� � Мал. 9.1. Схема кривошипно-шатунного механізму