Виды зубчатых передач и зубчатых колес
План
Лекция № 7 Зубчатые передачи
Контрольные вопросы
1. Какие виды приводных ремней применяются в технике для передачи вращательного движения?
2. В каких диапазонах мощностей и скоростей применяют ременные передачи?
3. Какие достоинства и недостатки ременных передач?
4. Как определяется передаточное число ременной передачи с учетом скольжения ремня?
5. Где применяют прорезиненные, кожаные, хлопчатобумажные, шерстяные, полиамидные плоские и клиновые ремни?
6. Какие виды приводных цепей применяются в технике?
1. Виды зубчатых передач и зубчатых колес.
2. Геометрические соотношения в эвольвентном зубчатом зацеплении.
3. Косозубые и шевронные колеса.
4. Силы, действующие в зацеплении.
5. Методы изготовление и материалы зубчатых колес.
Зубчатые передачи широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения. В них движение передается с помощью зацепления пары зубьев колес находящихся на ведущем и ведомом валах.
В зависимости от относительного положения геометрических осей ведущего и ведомого вала различают:
- зубчатые передачи с цилиндрическими колесами (оси параллельны),
- передачи с колесами коническими (оси пересекаются),
- передачи с винтовыми и гипоидными колесами (рисунок 7.1), а также червячные (оси скрещиваются).
|
По расположению зубьев относительно образующей зубчатые колеса бывают:
- прямозубые;
- косозубые;
- шевронные.
Рисунок 7.1 – Виды зубчатых передач
Зубья колес могут быть: прямые, косые, криволинейные. Цилиндрические зубчатые колеса могут быть с внешним и внутренним зацеплением.
По конструктивному исполнению зубчатые передачи делятся на открытые и закрытые.
Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестерней, а с большим − колесом. При одинаковом числе зубьев шестерней является ведущее колесо.
Передаточное отношение зубчатых колес выражается формулой
U =± ω1 / ω2, (7.1)
где ω1 - угловая скорость ведущего колеса, а ω2, − ведомого.
Знак «−» указывает на противоположное направление вращения колес (внешнее зацепление рисунок 2 а, б), знак «+»− на одинаковое направление вращения колес (внутреннее зацепление).
Рисунок 7.2 − Виды зацепления зубчатых колес
Достоинствазубчатых передач:
- высокий КПД;
- компактность;
- надежность работы;
- простота эксплуатации;
- постоянство передаточного отношения;
- большой диапазон передаваемых мощностей (от 0,001 до десятков
тысяч КВт).
Недостатки:
- сложность изготовления;
- шум при неточном изготовлении и высоких скоростях вращения.
Кривые, которыми очерчены профили зубьев, должны обеспечивать постоянство передаточного отношения. Для этого необходимо, чтобы выполнялся основной закон зацепления:
Для сохранения постоянства передаточного отношения необходимо и достаточно, чтобы нормаль NN к профилю зубьев в точке их соприкосновения всегда пересекала линию центров О1О2 в одной и той же точке Р0, называемой полюсом. Эта точка делит линию центров О1О2 в отношении равном передаточному числу (рисунок 7.3).
U = ω1 / ω2 = R2 / R1,(7.2)
Рисунок 7.3 – Схема к основному закону зацепления
Этому закону соответствует множество кривых, но чаще всего используется эвольвентная кривая.
Линия NN называется линией зацепления. Угол между линией зацепления и касательной к делительным окружностям называется углом зацепления α.
При изготовлении колес с малым числом зубьев может происходить подрезание зубьев у основания зуба (рисунок 7.4), что значительно снижает его прочность. Поэтому принимают минимальное число зубьев равное 17, при нормальной высоте зубьев и 14 при укороченных зубьях.
Рисунок 7.4 – Подрезание зубьев
Для устранения подрезания зубьев при нарезании их с помощью инструментальной рейки ее отодвигают на величину
b=x∙m,(7.3)
где m = p/ π - модуль зубьев;
р -окружной шаг зубчатого зацепления;
х- коэффициент сдвига, который рассчитывается по формуле
x = (17 - Zmin) /17,(7.4)
Zmin – минимальное число зубьев, при котором их подрезание отсутствует.