Общие сведения

Простейшая зубчатая передача состоит из двух колес с зубьями, по­средством которых они сцепляются между собой (рис. 12.1, а...и). Враще­ние ведущего зубчатого колеса преобразуется во вращение ведомого ко­леса путем нажатия зубьев первого на зубья второго. Меньшее зубчатое колесо передачи называется шестерней, большее — колесом.

Зубчатые передачи могут преобразовывать вращательное движение между валами с параллельными (рис. 12.1, а... г), пересекающимися (рис. 12.1,д...ж) и перекрещивающимися (рис. 12.1,з,и) геометрическими осями. По форме различают цилиндрические (рис. 12.1, а...г, з), кониче­ские (рис. 12.1,д...ж,и), эллиптические, фигурные зубчатые колеса и с не­полным числом зубьев. В курсе «Детали машин» изучают только широ­ко распространенные зубчатые колеса круглой формы, т. е. цилиндриче­ские и конические; остальные зубчатые колеса, встречающиеся очень редко, рассматривают в специальных курсах. По форме и расположе­нию на зубчатом колесе различают прямые (рис. 12.1, а,б,д), косые (рис. 12.1,в,е,з,и), шевронные (рис. 12.1,г), а также круговые (рис. 12.1,ж) и другие криволинейные зубья. В зависимости от взаимного расположе­ния валов передачи формы зубчатых колес и формы зубьев передачи бывают: цилиндрические — прямозубые (рис. 12.1, а, б), _косозубые (рис. 12.1, в) и шевронные (рис. 12.1, г); конические — прямозубые рис. 12.1, д), с тангенциальными зубьями или косозубые (рис. 12.1, е) и с круговыми зубьями (рис. 12.1, ж); винтовые (рис. 12.1, з), состоящие из двух цилиндрических косозубых колес, установленных на перекрещи­вающихся валах; [гипоидные или конические винтовые (рис. 12.1,и), со­стоящие из двух конических косозубых или с криволинейными зубьями колес, которые установлены на перекрещивающихся валах.

(

Угол между геометрическими осями валов конических и винтовых передач может быть в пределах 0...180⁰, но обычно этот угол равен 90°. В гипоидной передаче угол скрещивания валов принимают равным 90°.

В зависимости от взаимного расположения зубчатых колес разли­чают зубчатые передачи с внешним (рис. 12.1,а) и внутренним зацепле­нием (рис. 12.1,6). В последней в отличие от первой зубчатые колеса вращаются в одну сторону.

Разновидностью зубчатой передачи служит реечная передача (рис. 12.1, к), преобразующая вращательное движение шестерни в воз­вратно-поступательное движение рейки или наоборот. Рейку рассматри­вают как зубчатое колесо бесконечно большого диаметра.

Зубчатые передачи применяют не только в виде пары зубчатых ко­лес, но и в более сложных сочетаниях, образующих многоступенчатые зубчатые передачи, а также в виде планетарных передач, состоящих из зубчатых колес с перемещающимися геометрическими осями, и волновых передач, в которых одно из зуб­чатых колес представляет собой гибкий венец.

Наиболее распространены цилиндрические и конические зубчатые передачи, причем цилиндрические передачи проще в изготовлении и монтаже. Коническая зубчатая передача осуществляет вращение ме­жду валами, геометрические оси которых пересекаются. Цилиндриче­ские и конические прямозубые передачи работают обычно при неболь­ших (<3 м/с) и средних (3...15 м/с) окружных скоростях. Цилиндриче­ские прямозубые передачи используют при осевом перемещении зубчатых колес для переключения скоростей (коробки передач). Цилин­дрические и конические косозубые и с круговыми зубьями передачи применяют в ответственных случаях при средних и высоких (15 м/с) скоростях.

Во всех конических передачах при работе возникают значительные осевые силы.

Хотя зубчатая передача с внутренним зацеплением компактнее пере­дачи с внешним зацеплением, но ее изготовление и монтаж сложнее и поэтому более распространены передачи с внешним зацеплением. Винтовая и гипоидная передачи по сравнению с цилиндрическими и ко­ническими обладают большей плавностью работы и возможностью вы­водить оба вала за пределы передачи в обе стороны, но к. п. д. у них ниже и зубья изнашиваются быстрее вследствие повышенного скольже­ния зубьев. Несущая способность винтовых передач небольшая (началь­ное касание зубьев происходит в точке).

Гипоидные передачи обладают повышенной несущей способностью (начальное касание зубьев происходит по линии), и поэтому они имеют более широкое применение (автомобили, троллейбусы, текстильные машины).

Зубчатые передачи нашли самое широкое распространение среди ме­ханических передач благодаря целому ряду достоинств, из которых важ­нейшие: компактность, высокий к. п. д., постоянство передаточного чис­ла, большая долговечность и надежность в работе, возможность осуществления передачи практически любых мощностей при практиче­ски любых скоростях и передаточных отношениях, простота обслужива­ния.

Назначение и конструкции зубчатых передач разнообразны. Их применяют в очень многих приборах и почти во всех машинах, в том числе и самых тяжелых и мощных для передачи мощностей от весьма малых до 50 МВт и выше с диаметром колес от долей миллиметра до 6 м и более.