Цилиндрические зубчатые колеса

Цилиндрические зубчатые передачи предназначены для передачи вращательного момента между параллельными валами.

Поверхности взаимодействующих зубьев должны обеспечить непрерывное зацепление при вращении зубчатых колес с постоянным передаточным отношением.

Элементы зубчатого колеса:

Определения элементов зубчатых колес приведены по ГОСТ 16530-83.
Меньшее из колес обычно называют шестерней, большее – колесом.

Обод (зубчатый венец) – часть зубчатого колеса, на котором расположены зубья.
Ступица – часть зубчатого колеса, предназначенная для соединения колеса с валом или осью.
Диск – часть зубчатого колеса, соединяющая обод со ступицей.

 

 

Цилиндрические зубчатые колеса могут быть с прямым, косым и шевронным зубом.

Профили зубьев должны подчиняться определенным требованиям, вытекающим из основной теоремы зацепления:

Общая нормаль (линия зацепления) к сопряженным профилям зубьев делит межосевое расстояние на отрезки обратно пропорциональные угловым скоростям.

               Рисунок 1                                            Рисунок 2

 

Профили зубьев должны быть технологичными, т. е. такими, чтобы их можно было получить в производственных условиях наиболее простыми методами. Из теоретически возможных профилей преимущественное приме­нение полу-чили эвольвентные профили.
Эвольвентное зацепление предложено Эйлером более 200 лет назад. Это зацепление по сравнению с другими имеет следующие преимущества: при изменении межосевого расстояния не нарушается правильность их зацеп­ения (не изменяется передаточное число).

Все геометрические параметры зубчатых передач стандартизированы. Геометрия цилиндрических колес определяется несколькими концентри-ческими окружностями.

Делительная окружность делит зуб на головку и ножку и принадлежит каждому отдельно взятому колесу, диаметр ее обозначается d. (рисунок 2)

Начальные окружности – это сопряженные окружности двух сцепляющихся колес, их радиусы равны О₁Р и О₂Р. (рисунок 1) Начальные окружности относятся только к зацеплению пары колес. При изменении межцентрового расстояния О₁ О₂ они тоже меняются. У большинства зубчатых передач делительные окружности совпадают с начальными (в курсе рассматри-ваются такие окружности).

В качестве основного геометрического параметра зубчатых колес принят модуль – m.

Часть делительной окружности, приходящейся на один зуб колеса, называют модулем зацепления. Значения модулей стандартизованы.

Модуль – расчетная величина, равная отношению окружного шага зубьев р_t по делительной окружности к числу π.

 m = р_t / π

Основные параметры зубчатого колеса могут быть выражены через модуль и потребное число зубьев. (рисунок 3)

При передаче движения колеса сцепляются по линии NN – линии зацеп-ления. (рисунок 1) Линия зацепления образует с касательной, проведенной в точке касания Р – полюс зацепления угол зацепления -α_ɷ. Для цилиндрических колес угол зацепления равен 20⁰.

Непрерывность работы передачи обеспечена, если последующая пара зубьев входит в зацепление до выхода из зацепления предыдущей, т. е. существует некоторое перекрытие.

Для предотвращения заклинивания, компенсации температурных деформаций, а также ошибок изготовления и сборки предусмотрен радиальный зазор – с. (рисунок 2) Кроме того для обеспечения нормальной работы, необходим боковой зазор между зубьям соприкасающихся колес.

 

 

Рисунок 3