Портал о строительстве и ремонтных работах

Появление зубчатой передачи относится к глубокой древности. Из­готавливались они тогда из дерева. Меньшее колесо имело шесть стерж­ней (окружность легко делится на шесть частей), откуда и пошло название шестерня, а большое колесо получило название зубчатого.

Эти названия сохранились в русской технической терминологии и до настоящего времени.

Колеса зубчатых передач в зависимости от расположения их гео­метрических осей могут быть цилиндрическими, коническими или вин­товыми.

Передача цилиндрическими колесами (рис. 2.11, а) применяется при параллельном расположении осей, коническими (рис. 2.11, б) — при пересекающихся осях и винтовыми (рис. 2.11, в) — при перекрещи­вающихся. Передачи цилиндрическими колесами могут быть внешнего (рис. 2.11, а) и внутреннего зацепления (рис. 2.11, г) В первом случае зубчатые колеса вращаются в противоположные стороны, а во втором — в одну и ту же.

Рис. 2.11. Виды зубчатых передач: а — цилиндрическая внешнего зацепления; б — коническая; в — винтовая; г — цилиндрическая внутреннего зацепления

а

6

6

г

Во всех случаях вращение ведущего зубчатого колеса преобразует­ся во вращение ведомого зубчатого колеса через нажатие зубьев перво­го на зубья второго.

Профиль зубьев обычно выполняется по эвольвенте, очертание ко­торой обеспечивает равномерное вращение колес, а следовательно, и по­стоянное передаточное число.

Эвольвентное зацепление показано на рис. 2.12. Окружности, про­веденные из центров зубчатых колес и катящиеся одна по другой без скольжения, называются начальными.

Рис. 2.12. Эволъвентное зацепление: а — цилиндрическими колеса­ми; б — реечное зубчатое; 1 — профиль зуба; 2 — линия зацепления;

3 — ножка; 4 — впадина; 5 — головка; 6 — межосевая линия;

7 — окружность впадин; 8 — начальная окружность; 9 — окруж­ность выступов; 10 — прямая выступов; 11- прямая впадина;

12 — начальная прямая.

Окружность, проведенная по вершинам зубьев, называется окруж­ностью выступов, а окружность, описанная по впадинам, называется ок­ружностью впадин.

Части зубьев между начальной окружностью и окружностью выс­тупов называются головками зубьев, а нижние части, между начальной окружностью и окружностью впадин — ножками зубьев.

Расстояние между одноименными точками двух соседних зубьев, изме­ренное по дуге начальной окружности, называется шагом зацепления.

Основным параметром зубчатого зацепления является величина, называемая модулем зацепления. Измеряется модуль в миллиметрах и представляет собой отношение шага зацепления к числу л:

т — — — (2.16)

л

Длина начальной окружности равна произведению шага на число зубьев:

nd = tz, (2.17)

отсюда диаметр начальной окружности

d= — z = mz (2.18)

л

Высота головки зуба h в стандартном зацеплении равна т. Поэто­му диаметр окружности выступов, то есть наружный диаметр колеса,

D = т(г+ 2).

Высота ножки зуба h2 для обеспечения зазора между головкой зуба и дном впадины делается больше модуля и зависит от точности изготов­ления зубчатого колеса или шестерни.

Обычно высота ножки зуба h2 = 1,25т.

Качение колес зубчатой передачи происходит без проскальзывания, отсюда

. d7 z2

(2.19)

то есть передаточное число зубчатой пары равно отношению числа зу­бьев ведомого колеса к числу зубьев шестерни.

Для преобразования вращательного движения в поступательное (например, реечный домкрат) часто используют зубчатое зацепление, у которого радиус колеса бесконечно велик. Такое зацепление показано на рис. 2.12, а и носит название реечного зубчатого. В нем зацеплении начальная окружность шестерни перекатывается без скольжения по на­чальной прямой рейке; эвольвента зубьев приобретает прямолинейную форму, а зубья получают форму трапеции с углом наклона боковых сто­рон, равным углу зацепления.

Все цилиндрические зубчатые передачи обладают постоянством передаточного числа, компактностью и большим диапазоном передавае­мых мощностей. Коэффициент полезного действия этих передач зависит от точности и чистоты поверхности зубьев, а также от способа смазки и находится для закрытых передач в пределах г)= 0,97-0,99.

Для передачи вращающего момента между валами, оси которых пе­ресекаются под углом, применяются конические передачи.

Наибольшее распространение имеют передачи с межосевым уг­лом 8 = 90° (рис. 2.12, б). Зубья конических колес могут быть пря­мыми, косыми или криволинейными. Их профили выполняются так­же по эвольвенте, но сечение зуба уменьшается по мере приближе­ния к вершине конуса. Поэтому шаг и модуль зуба по его длине меняются, имея наибольшее значение на максимальных диаметрах начальных конусов.

Передаточное число пары конических зубчатых колес определяет­ся так же, как и в цилиндрических колесах:

со, d, г,

г=77 = Т= (2.20)

о)2 a, z.

При работе конической зубчатой передачи всегда возникают значи­тельные осевые усилия, которые должны быть восприняты опорами. Естественно, это вызывает дополнительные потери на трение, из-за кото­рых КПД конических передач несколько ниже, чем цилиндрических: Г] равен 0,94….0,96.

При необходимости получения большого передаточного числа в передаче крутящего момента между скрещивающимися валами применя­ются передачи, которые носят название червячных (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Червячная передача: 1 — червяк; 2 — червячное колесо.

Червячная передача представляет собой зубчато-винтовую переда­чу и состоит из червяка — винта с трапецеидальной резьбой — и червяч­ного колеса — косозубого колеса с зубьями специальной формы.

При вращении червяка его витки, находящиеся в контакте с зубьями колеса, давят на них и заставляют поворачиваться колесо. Для обеспечения постоянного и равномерного движения необходимо, чтобы осевой шаг червя­ка был равен торцевому шагу червячного колеса. В этих передачах за каждый оборот червяка колесо поворачивается на один зуб при однозаходной резьбе, на два зуба — при двухзаходной резьбе и т. д. С помощью таких передач можно получить передаточное число больше 200 (обычно — 50-60).

Передаточное число червячной передачи

г = — = — ’ (2.21) z„ пк

где z — число заходов червяка; г — число зубьев колеса; п — число оборотов червяка; п — число оборотов колеса.

Возможность получения большого передаточного числа, компакт­ность, плавность и бесшумность являются неоспоримыми достоинствами червячной передачи.

Существенный ее недостаток — низкий коэффициент полезного действия г равный 0,7-0,75. Постоянно работающая червячная пара по­требляет значительную мощность, выделяет большое количество тепла и требует обязательного интенсивного охлаждения. Этим объясняется сравнительно редкое применение червячных передач особенно в меха­низмах, передающих большие мощности.

Червячные передачи обычно отличаются свойством самоторможе­ния. Это свойство используется в грузоподъемных устройствах. Если бы привод барабана, с помощью которого поднимается груз, имел, на­пример, зубчатую передачу, то пришлось бы устанавливать тормозное устройство, чтобы груз не опускался. При наличии самотормозящейся червячной передачи обратного движения быть не может.

Если необходимо получить большие передаточные числа, обычно прибегают к многоступенчатым зубчатым передачам в основном с цилиндрическими зубчатыми парами. Такие многоступенчатые переда­чи называются редукторами. Редукторы выпускаются промышленнос­тью как самостоятельные изделия. Они стандартизированы и могут быть установлены в любой машине в соответствии со своими пара­метрами. Редукторы выпускаются одно-, двух-, трех — и многоступенча­тыми с различными зубчатыми передачами (цилиндрическими, червяч­ными, коническо-цилиндрическими и т. д.). Основными параметрами ре­дукторов являются передаваемая мощность, передаточное число и ско — ростьювращения ведущего вала.

В редукторах передачи располагаются внутри корпусов специаль­ной конструкции. Нижняя часть корпуса редуктора обычно заполняется маслом, уровень которого контролируется. При вращении колес часть из них, окунаясь в масляную ванну редуктора, поднимает масло и разбрыз­гивает его, обеспечивая смазку трущихся поверхностей.

Корпусы редукторов снабжаются опорными лапами для крепления к фундаментам или рамам, или рым-болтами для монтажа и ребрами для увеличения теплоотдачи и жесткости.

Комментарии закрыты.