15.1. Зубчасті передачі. Циліндричні передачі

1. Класифікація зубчастих передач.2. Евольвентне зачеплення.3. Циліндричні передачі. Геометричні та кінематичні параметри.4. Сили в зубчастих передачах.

1. Класифікація зубчастих передач

Зубчаста передача є механізмом, який з допомогою зубчастого зачеплення передає рух і перетворює його параметри (напрямок, кутові швидкості, крутні моменти) від одного вала до іншого.

За окружною швидкістю :• Тихохідні 3-4 м/с;• Середньошвидкістні 4-15 м/с;• Високошвидкістні >15 м/с.За формою зубів:• евольвентні;• не евольвентні.

Переваги зубчастих передач:

1. Малі габарити;2. Високий ККД (0.97-0.99) при високій точності виготовлення і

монтажу, низькій шорсткості робочої поверхні зубців. При невиконанні вказаних умов ККД знижується на 20-40%.

3. Велика довговічність, компактність та висока надійність.4. Можливість застосування в широкому діапазоні кінематичних

та силових параметрів (до 50000 кВт і вище) при окружних швидкостях від 30 до 150 м/с. При великих швидкостях застосовують передачі з косими зубцями, які виготовлені з високою точністю.

5. Постійне передаточне відношення. 6. Простота виготовлення і обслуговування 7. Невеликі сили ваги та тиску на вали та їх опори.8. Може бути виготовлена з самих різних матеріалів, металевих

та неметалевих.

Недоліки зубчастих передач:

1. Шум при роботі зі значними швидкостями.

2. Мала відстань передачі руху.

3. Підвищена вартість виготовлення, складність виготовлення високоточних зубчастих коліс.

4. Жорсткі умови до монтажу передачі.

5. Жорсткі вимоги до мастильних складів.

6. При великих перевантаженнях можливе руйнування.

2. Евольвентне зачеплення

Передача руху зубчастими колесами здійснюється за рахунок взаємного обкатування без проковзування двох поверхонь.

Для забезпечення міцності, високого ККД та довговічності коліс профіль зубців повинен забезпечувати малі швидкості ковзання на поверхнях контакту. Крім цього, профіль зубців повинен виготовлятися простим інструментом. Цим умовам найбільш повно задовольняє евольвентне зачеплення.

• da – діаметр кола вершин зубців колеса – коло, що обмежує висоту зубців;

• dω – діаметр початкового кола;• db – діаметр основного кола;• df – діаметр кола впадин зубців колеса – коло, що

обмежує впадини зубців;• m – модуль зуба (відношення кроку зубців до числа

π).Частина профілю зуба, обмежена ділильним колом та

колом виступів, називається верхом зуба.• hа - висота верха зуба.Частина профілю зуба, обмежена ділильним колом та

колом впадин, називається ножкою зуба.• hf - висота ножки зуба.

• NABN – лінія, яка проходить через полюс зачеплення, дотична до основних кол шестерні і колеса, називається лінією зачеплення.

• Кут α, утворюється лінією зачеплення і загальною дотичною, проведеною через полюс зачеплення до ділильних колшестерні і колеса, називається кутом зачеплення. Кут профілю зуборізального інструменту 20 градусів.

3.Геометричні та кінематичні параметри зачеплення

1. Модуль зубців (m)-величина пропорційна кроку по початковому діаметру dw.

2. Висота зуба h=2,25 m або h=ha+hf.

3. Початковий (ділильний) діаметр .

4. Діаметр кола вершин зубців

5. Діаметр основного кола

6. Діаметр кола впадин

7. Міжосьова відстань – відстань між осями зубчастих коліс

P

m z

dm w

zmdw

mdd wa 2

)2( zmdb

)5,2(5,2 zmmdd wf

)(5,022 2121 zzm

dda www

8. Кінематичний параметр – передаточне відношення 1

2

2

1

2

1

z

z

n

n

w

wU

Стандартизованими в зубчастих передачах є такі величини:

1. Модуль (два ряди чисел, віддавати перевагу першому ряду).

2. Міжосьова відстань (два ряди чисел, віддавати перевагу першому ряду).

3. Номінальне передаточне відношення

4. Сили в циліндричній передачі

Окружна

Осьова

Радіальна

2

221

2

d

MFF tt

tgFFF txx 121

cos1

21

tgFFF trr

Поломки зубів коліс

а – викришування поблизу полюсної лінії; б – викришування біля ніжки зуба; в – мікротріщини в основі зуба; г – злам зуба в косозубій передачі; д – спрацювання при недостатньому змащуванні; е – задири при заїданні