Цилиндрическая косозубая передача.

Основной недостаток прямозубых передач – шум при повышенных окружных скоростях. Поэтому при скоростях м/с вместо прямозубых передач применяются косозубые (см. рис. 5.16, 5.17).

К достоинствам косозубых передач относятся: прочность зубьев на изгиб за счёт утолщения зуба у ножки; большее значение коэффициента перекрытия; большая суммарная длина контактных линий; более плавный ход за счёт постепенного входа зубьев в зацепление.

К исключительному недостатку косозубого зацепления относится наличие осевой силы в зацеплении, стремящейся сдвинуть зубчатое колесо вдоль оси вала, что значительно усложняет и удорожает конструкцию. Этого недостатка лишены шевронные зубчатые колёса (см. рис. 10.3, г), в них осевые силы с каждой стороны колеса направлены навстречу друг друга. Шевронные зубчатые передачи – высокоскоростные, тяжелонагруженные, бесшумные. Применяются в ответственных изделиях – высокоточные станки, шестерёнчатые насосы высокого давления, экскаваторы, коробки перемены передач оборонной техники и т. д.

Цилиндрическая косозубая передача представлена на рис. 10.6.

Рис. 10.6. Косозубая цилиндрическая передача

Как известно из первой части данного курса, по эвольвенте косой зуб очерчен лишь в торцевом сечении. В нормальном сечении
n – n зуб имеет форму, близкую к эвольвентной. Разница тем меньше, чем меньше угол .

Основные параметры некорригированных косозубых передач

Окружной шаг зубьев
Торцевой модуль
Диаметр делительной окружности
Высота головки зуба
Высота ножки зуба
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин зубьев
Межосевое расстояние
Угол наклона зубьев

Коническая зубчатая передача

Зубчатая передача, оси валов которой пересекаются, называется конической. Оси валов могут пересекаться под любым углом в пределах 180 . Однако на практике применяют конические зубчатые передачи, оси которых пересекаются под прямым углом (рис. 10.7).

Рис. 10.7. Коническая зубчатая передача

Одно из колёс конической пары располагается консольно, что вызывает неравномерность распределения нагрузки по длине зуба и снижает нагрузочную способность передачи на 15 % относительно цилиндрической.

Конические передачи применяются при мощности P < 100 кВт; передаточных числах U ≤ 6,3 (обычно U < 3,5); окружной скорости в зацеплении v = 15 … 25 м/с. Их КПД = 0,95….0,98.

Основные параметры конических передач

Внешний делительный диаметр
Средний делительный диаметр
Cвязь между модулями
Внешнее конусное расстояние
Высота головки зуба
Высота ножки зуба
Диаметр окружности вершин
Диаметр окружности впадин
Половина угла при вершине делительного конуса шестерни
Половина угла при вершине делительного конуса колеса
Передаточное отношение

Червячные передачи

Червячная передача (рис. 10.8) состоит из червяка 1 и червячного колеса 2. Червяк может быть цилиндрическим (рис. 10.8, а) или глобоидным (рис. 10.8, б).

а) б)

Рис. 10.8. Конструкции червячных передач:

а – с цилиндрическим червяком; б – глобоидная

Отличие червячной передачи от зубчатой состоит в том, что окружные скорости на червяке и червячном колесе не совпадают ни по величине, ни по направлению. Витки червяка при этом скользят по зубьям червячного колеса.

В подавляющем большинстве червячных передач применяются архимедовы червяки, имеющие в осевом сечении трапецеидальный профиль, а в торцевом – спираль Архимеда.

К достоинствам червячных передач относятся: плавность и бесшумность работы; возможность получать большие передаточные числа ( ); возможность самоторможения.

К недостаткам относятся: необходимость применения цветных металлов; низкий КПД; большое тепловыделение, требующее применения специальных охлаждающих устройств. Схема червячной передачи представлена на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Схема червячной передачи

Характеристиками червячных передач являются: – число заходов червяка ( ); – коэффициент диаметра червяка; – длина нарезанной части червяка; – наибольший диаметр червячного колеса; – угол подъёма витков червяка; – окружная скорость червяка, м/с.

Основные параметры червячных передач

Делительный диаметр червяка
Межосевое расстояние
Длина нарезанной части червяка	при при
Наибольший диаметр червячного колеса
Угол подъёма витков червяка
Скорость скольжения

Материал для изготовления зубчатых венцов червячных колес назначают в зависимости от скорости скольжения. При ≤ 2 м/с применяют серый чугун (СЧ15, СЧ20). При = 2…6 м/с используется безоловянистая бронза БрА9Ж4, БрА9Ж Л. Для скоростей скольжения = 5…25 м/с венцы изготовляют из оловянистой бронзы БрО1ОФ1, БрОНФ. В целях экономии цветного металла из неё изготовляют только зубчатый венец червячного колеса, а сердцевину – из чугуна или низкоуглеродистой стали.

Червяки для силовых передач изготовляют из углеродистых или легированных сталей Ст.40, 45, 40Х, 40ХН, 18ХГТ с термообработкой до твёрдости HRC 45…63.

10.2.3 Условия работы зуба в зацеплении.
Понятие о контактных и изгибных напряжениях

При передаче крутящего момента при работе зубчатой передачи (рис. 10.10) в месте зацепления действует сила F, направленная по линии зацепления, и вследствие скольжения зубьев между ними возникает сила трения , где – коэффициент трения.

Под действием этих сил зуб находится в сложном напряжённом состоянии. При этом решающее значение на его работоспособность оказывают два напряжения: – контактные и – изгибающие. От этих напряжений происходит разрушение зубьев. При этом напряжения вызывают усталостное разрушение в зоне контакта, а напряжения – поломку зубьев (статическую или динамическую) в сечении у ножки зуба.

Рис. 10.10. Условия работы зуба в зацеплении

Все первоначально проектируемые зубчатые передачи в обязательном порядке проверяются на прочность по напряжениям и .