Циліндрична зубчата передача

Мал.5.17. Зачеплення зубчатої передачі.

Майже всі види зубчатих передач з певними припущеннями та перетвореннями можна привести до циліндричної прямозубої передачі, як найпростішої. Тому параметри зубчатої передачі опишемо для прямозубої циліндричної передачі з евольвент ним зачепленням (мал. 5.17).

Початкові кола. Два кола, проведені з центрів через полюс , які в процесі зачеплення перекочуються одне по одному без проковзування, називаються початковими. В зразі зміни міжосьової відстані змінюються i діаметри початкових кіл. З окремо взятого колеса, початкове коло не існує.

Міжосьова відстань передачі визначається як половина суми діаметрів початкових кіл зубчатих коліс:

Дiлильнi кола (d₁, d₂) спiвпадають з початковими, якщо мiжосьова вiдстань пари зубчатих колiс рiвна сумi радiусiв дiлильних кіл. Це коло належить окремо взятому колесу.

Діаметр вершин зубів (d_а) колеса описує верхні кромки зубів колеса радіусом з центром розміщеним в осі симетрії.

Діаметр западин зубів (d_f) колеса описує заглиблення між зубами колеса радіусом з центром розміщеним в осі симетрії.

При змiнi мiжосьової вiдстанi дiаметри ділильного кола, кола вершин зубів та западин зубів залишаються незмiнним. Ця умова виконується у бiльшостi зубчатих передач.

Коловий крок . Вiдстань мiж одноiменними точками двох сусiднiх зубiв, взята по дузi дiлильного кола, називається коловим кроком зубiв по дiлильному колу. Для пари зубчатих колiс, що знаходяться в зачепленнi, коловi кроки повиннi бути однаковими.

Основний крок - це крок, визначений по основному колу. Основне коло - це еволюта евольвенти, яка окреслює профiль зубiв.

Колова товщина зуба i ширина впадини по дузi дiлильного кола нормального колеса теоретично рiвнi.

Коловий модуль зубiв . Для зручностi розрахункiв зубчатих колiс, основним параметром передачі прийнято рацiональне число , яке називають модулем зубiв . Модуль зубчатого колеса визначається за формулою: або .

Модуль є основною розмiрною характеристикою зубчатих колiс. Для пари колiс, що знаходяться в зачепленнi, модуль (так як і крок) повинні бути однаковими.

Для забезпечення взаємозамiнностi зубчатих колiс i унiфiкацiї зуборiзного iнструменту значення модуля регламентованi стандартом (1-й ряд...0,6; 0,8; 1,00; 1,25; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,6... мм).

Висота головки i нiжки зуба. Дiлильне коло роздiляє зуби колеса по висотi на головку i нiжку . Для утворення радiального зазору повинна виконуватись умова: . Для нормальних (некоригованих) колiс , С = 0,25 , тому можна записати дiаметри кола вершини зубiв i кола западин зубчатих колiс ; .

Крiм вище названих геометричних параметрiв, є ще довжина активної лiнiї зачеплення i коефiцiєнт торцового перекриття , якi характеризують плавнiсть роботи зубчатої передачi.

Передаточне число. Для передач зачепленням визначають передаточне число, що є сталим протягом робочого часу. Передаточне число визначають із співвідношеннь

Мал. 5.18. Силові навантаження

 

Сили взаємодiї мiж зубами колiс прийнято визначати в полюсi зачеплення (мал. 5.18). Розподiлене по контактних лiнiях навантаження в зачепленнi замiнюють рiвнодiючою . Силами тертя в зачепленнi нехтують.

Для розрахунку зубчатих коліс, валiв та їх опор силу розкладають на складовi і визначають так:

- колова сила

- радiальна сила

- осьова сила

Для прямозубих передач дорiвнює нулю, тому i = 0

Зубчате колесо поділяють на три частини: вінець, маточина, диск або шпиці. Вінець частина зубчатого колеса, на якій розташовані зуби колеса. Маточина – частина, яка призначена для кріплення колеса до вала чи осі. Диск або шпиці призначені для поєднання цих двох частин.

Конічна зубчата передача

Конiчнi передачi застосовуються тодi, коли геометричнi осi валiв перетинаються пiд кутом . Найбiльш поширенi передачi з кутом =90°. Зубчатi колеса конiчних передач мають загальну форму, обмежену конусними поверхнями. Зубчатi вiнцi бувають з прямими, косими, круговими i дуже рiдко шевронними зубами. Якщо геометричнi осi конiчних зубчатих колiс не перетинаються (перехрещуються), то таку передачу називають гiпоїдною. Найпростiшими з конiчних передач є прямозубi. Порiвнянно з циліндричними, такi передачi є складнiшими у виготовленнi i монтажi. Нарiзання зубiв проводять на спецiальних верстатах. У конiчних передачах, як правило, шестерня розмiщується консольно. Це зумовлює меншу жорсткiсть вала та пiдвищену нерiвномiрнiсть розподiлу навантаження по довжинi зуба, а також спричиняє те, що конiчнi колеса працюють з великим шумом. Пiдшипники вала шестернi розмiщують в стаканi для забезпечення можливостi осьового регулювання зачеплення.

Роль початкових i дiлильних цилiндрiв цилiндричних зубчатих передач в конiчних передачах відіграють початкові та дiлильнi конуси. При обертаннi коліс, початковi конуси котяться один по одному без ковзання. В конiчних передачах кутова корекцiя не застосовується, тому початковi та дiлильнi конуси завжди спiвпадають. Кути дiлильних конусiв позначаються вiдповiдно i . Кут мiж осями . Евольвентнi зуби конiчного колеса профiлюють на розгортцi допомiжного конуса, твiрна основа якого перпендикулярна твiрнiй дiлильного конуса.

Мал.5.19. Конічна зубчата передача.

Допомiжнi конуси будують для зовнiшнього, середнього та внутрiшнього перерiзу конiчного колеса. Ширина вiнця зубчатого колеса обмежена двома допомiжними конусами - зовнiшнiм i внутрiшнiм.

Крок, модуль, а, відповідно, й висота зубiв по ширинi вiнця величини змiннi. Для зручностi вимiрiв розмiри конiчних колiс прийнято визначати по зовнiшньому торцю зубчатого вiнця, утвореного зовнiшнiм допомiжним конусом (мал.5.19).

Максимальний модуль зубiв - зовнiшнiй коловий модуль (виробничий модуль). Його заокруглюють до стандартного значення. Але робити це для конiчних передач не обов’язково.

Зовнiшний дiлильний дiаметр

.

Для нормального (некоригованого) зачеплення висота головки зуба та нiжки вiдповiдно рiвнi

; .

Зовнiшнiй дiаметр вершин зубiв

.

Зовнiшня конусна вiдстань

,

або .

Середня конусна вiдстань ,

де - ширина зубчатого вiнця.

 

Кут нiжки зуба .

 

Cереднiй дiлильний дiаметр шестернi

.

Звiдки середнiй модуль зубiв .

Черв’ячна передача

Загальні відомості

Черв’ячна передача – механізм, який служить для перетворення обертового руху між валами, які схрещуються.

Мал.5.20. Черв’ячна передача

 

Черв’ячна передача (мал.5.20) складається з гвинта (1), який називається черв’яком, i черв’ячного колеса (2), що має на своєму ободi дугоподiбнi зуби, якi знаходяться в зачепленнi з витками черв’яка.

Це зубчато-гвинтова передача, рух в якій передається за принципом гвинтової пари. Ведучою ланкою в бiльшостi випадкiв є черв’як.