Детали машин принципы  проектирования Расчеты деталей машин на прочность Расчёт червячных передач Пример выполнения курсового проекта Резьбовые соединения Клеммовые соединения Червячные передачи Зубчатая передача

Зубчатая передача – это механизм, в котором движение передается и преобразуется за счет зацепления зубьев.

Передача вращательного движения с изменением угловых скоростей и вращательных моментов осуществляется парой зубчатых колес. В машиностроении колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, в приборостроении – трибом. Большее из колес, входящих в зацепление, называется колесом. У зубчатого колеса условно различают тело или основание (диск со ступицей) и зубчатый венец, отделяемый от тела поверхностью впадин зубьев.

Зубчатые передачи поменяются в большинстве машин и приборов в широком диапазоне мощностей (до 300 МВт), скоростей (до 200 м/с), вращательных моментов (до 107 Н·м) и передаточных отношений.

Достоинства:

– высокая нагрузочная способность при малых габаритах;

– высокая долговечность и надежность в работе;

– постоянство передаточного отношения (отсутствие проскальзывания);

– возможность применения в широком диапазоне мощностей (до 300 МВт), скоростей (до 200 м/с), вращательных моментов (до 107 Н·м) и передаточных отношений.

Недостатки:

– необходимость высокой точности изготовления и монтажа;

– сравнительно сложная технология изготовления;

– значительный шум и большие динамические нагрузки при высоких скоростях (за исключением гиперболоидных зубчатых передач).

В зубчатых передачах общего назначения окружные скорости могут достигать значений до 20-30 м/с. В гиперболоидных зубчатых передачах высокой точности изготовления окружные скорости достигают значений до 50 м/с. В конических и цилиндрических зубчатых передачах высокой точности наибольшие окружные скорости (до 200 м/с) допускают цилиндрические косозубая и шевронная передачи, наименьшие (до 75 м/с) – коническая прямозубая передача.

КПД цилиндрических и конических зубчатых передач лежит в пределах 97 – 99,5 %. КПД гиперболоидных зубчатых передач лежит в более широких пределах (50 – 98 %).

Наибольшей нагрузочной способность обладают косозубая и шевронная зубчатые передачи.

Передаточные отношения цилиндрических и конических зубчатых передач могут достигать значений до 7 (10), а в шевронной цилиндрической передаче – до 20. Более высокие передаточные отношения среди силовых передач (до 100) имеют гиперболоидные зубчатые передачи.

Классификация зубчатых передач

Классификации зубчатых передач строится по приведенным ниже геометрическим и функциональным особенностям.

По взаимному расположению осей различают следующие типы зубчатых передач:

– цилиндрические (оси колес параллельны);

– конические (оси колес пересекаются);

– гиперболоидные (оси колес перекрещиваются), к которым относятся червячные, цилиндрические винтовые, конические гипоидные и спироидные передачи.

По характеру движения осей колес различают следующие типы зубчатых передач:

– рядовые (геометрические оси всех зубчатых колес неподвижны);

– планетарные (имеются зубчатые колеса с подвижными осями).

По относительному расположению поверхностей вершин и впадин зубьев различают следующие типы зубчатых передач:

– передачи внешнего зацепления;

– передачи внутреннего зацепления;

– зубчато-реечные передачи.

В зубчато-реечных передачах зубчатой рейкой называют колесо, радиус которого равен бесконечности, поэтому передаточное число данной передачи равно бесконечности при ведущей шестерни:

,

где ,  – радиусы начальных окружностей, соответственно, шестерни и колеса.

Зубья рейки имеют трапециидальный профиль. Передача предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

По направлению (расположению образующей линии) зубьев различают следующие типы зубчатых передач:

– передачи с прямыми зубьями (прямозубые цилиндрические и конические передачи);

– передачи с винтовыми зубьями.

Колеса прямозубых передач имеют прямые линии зубьев. Косые зубья цилиндрических передач являются разновидностью винтовых зубьев.

По рабочим профилям зубьев колес различают следующие типы зубчатых передач:

– передачи с эвольвентным зацеплением;

– передачи с циклоидальным зацеплением;

– передачи с зацепление Новикова (передачи с круговыми зубьями).

Наибольшее распространение получил эвольвентный профиль зуба, предложенный Эйлером в 1760 году. Он обладает рядом технологических и эксплуатационных преимуществ. Круговой профиль зуба предложен М.Л. Новиковым. По сравнению с эвольвентным профилем круговой профиль зуба позволяет повысить нагрузочную способность зубчатых передач.

ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ — первый этап проектирования (ГОСТ 2.119-73), когда устанавливаются принципиальные конструктивные и схемные решения, дающие общие представления об устройстве и работе изделия. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ — заключительный этап проектирования (ГОСТ 2.120-73), когда выявляются окончательные технические решения, дающие полное представление об изделии. РАБОЧИЙ ПРОЕКТ — полный комплект рабочей документации (текстовой и графической ГОСТ 2.102-68; 2.106-68), в которой содержится полная информация о конструкции, изготовлении, эксплуатации и ремонте машины.
Расчеты деталей машин и механизмов