В.5. Зубчатые передачи. Общие сведения.

Состоят из двух зубчатых колес (шестерни) или колеса и рейки.

Достоинства:

а. Высокий КПД (до 0,98)

б. постоянное передаточное число

в. большой диапазон мощностей

г. компактность

Недостатки:

а) сложность изготовления

б) значительный шум при работе

Основные виды:

1. Цилиндрические (с параллельными осями)

2. Конические (с пересекающимися осями)

3. Винтовые цилиндрические, червячные, реечные (с перекрещивающимися осями)

Форма зубьев: прямые, косые, шевронные

Профиль зубьев обычно эвольвентный, обеспечивающий наилучшие условия обкатывания зубьев и наиболее простой в изготовлении.

Эвольвента—это кривая, описываемая любой точкой прямой, перекатываемой без проскальзывания по неподвижной окружности.

При массовом производстве нарезание зубьев выполняется методом обкатки. При этом заготовка колеса вводится в зацепление с инструментальной рейкой, воспроизводя зацепление зубчатой пары.

Окружность нарезаемого колеса, катящаяся по начальной прямой рейки называется делительная. Она делит зубья по высоте на головку и ножку. Материал зубчатых колес—стали 35, 40, 45; 35ХМ,40Х, 40ХН и др. (обычно с улучшением) или 18ХГТ, 20Х, 12ХНЗЛ и др. (обычно с цементацией), реже — чугуны и бронзы.

В.6 Основные параметры эвольвентного зацепления.

1. Диаметры делительных окружностей, а так же окружностей вершин и впадин зубьев (d, d_a, d_f)

2. Шаг зубьев (p)—расстояние между одноименными сторонами соседних зубьев по дуге делительной окружности

3. Толщина зуба и ширина впадины.

4. Модуль зубьев (m)—часть диаметра делительной окружности, приходящаяся на один зуб

 отсюда  (мм)

Модули зубьев стандартизированы.

5.Высота головки (h_a) и ножки (h_f) зуба. По стандарту h_a = m; h_f = 1,25 m

В.7 Прямозубые цилиндрические передачи.

Основные соотношения:

1. Кинематические: u . Обычно u

2. Геометрические:

а) диаметры делительных окружностей

d₁=mz₁; d₂ = mz₂

б) межосевое расстояние

a =

в) диаметры окружностей вершин и впадин зубьев

d_a = d+2m; d_f  = d—2,5m

Пример 1. Для заданной передачи m =4 мм, z₁= 34, z₂ = 51. Определить: u, d₁ и d₂; a; h_a, h_f, и h (зуба); d_a1,d_a2; d_f1; и d_f2.

1. u= 2. d₁=mz₁= 4  ; d₂ = mz₂ = 4 ;

3. a 4. h_a= m=4 мм, h_f = 1,25 m = 1,25

h=h_a +h_f = 4+5= 9 мм; 5. d_a1 = d₁ +2m = 136+8 = 144 мм;

d_a2 = d₂ +2,5m = 204+8=212 мм; d_f1 = d₁ – 2,5 m= 136—10 = 126 мм;

d_f2 = d₂ – 2,5m = 204—10 = 194 мм.

3. Силы в зацеплении зубьев.

Определяют в полюсе зацепления (m. P)

Угол зацепления 20

Нормальную силу в зацеплении F_n в расчетах раскладывают на две составляющие:

F_t = F_n =  окружная сила,

F_r= F_t

Пример 2. Для заданной передачи d₁ = 136 мм, M₁= 160 Н м определить силы в зацеплении.

1. F_t =

2. F_r = F_t tg  = 2353

3. F_h = = 2506 Н.

4. Понятие о расчете зубьев.

а) для открытых передач основным расчетом является проверка прочности зубьев на изгиб. При этом считают, что вся нагрузка F_n передается одной парой зубьев, а зуб рассматривают как консольную балку, нагруженную силой F_n в вершине зуба.

б) для закрытых передач, работающих в масляной среде, основным является расчет зубьев на контактную прочность. Дополнительно зубья проверяют на прочность при изгибе.