Шестерни, зубчатые зацепления

, ,

( ):

– ( ), ;

– ( , , , );

– ( );

– (. . ).

.

. , . .. ). .

, , .

( (. 2) (. 3) , , ), .

: , ( ), .

, , , . , , , . 8- ( ), 15- ( ) 26- ( ) , . . , .

. 2.

. 3.

, , ( )(.4- , .5 – ), (.6) (.7).

. , . , . .

. ( ) : . , , .

. . , . .

() , ., ( ).

.

.4. .

.5.

. 14.

. , , , , .

:

– 5, 6; 35, 40, 45, 50,55; 12, 30, 40, 35, 40, 50; 35,45, 55;

– 10, 15, 20, 25, 30,40, 50-2, 45-5;

– ( ,, -1, , , .).

, , . . , , .

:

-, , – ;

– , .

. . ., . . , (. 1412-85). V<6/ .

, (E=6000…8000 ) (E=10000…12000), . . – . , , , , . , ( ). , .

. . .

, . .

( ) , :

1) , 350 HB; . , , ();

2) , 350 HB; – : , , , , (). – 50 55 HRC.

, .

< 350 . (, . .). .

1 2. HB1cp-HB2=20-50. , 1-2≥70. 350 , 350 ( HRC).

< 350 , – , , .

>350 ( ) – HRC (1HRC= 10 HB).

=(50…60) HRC. , . .

: ( ). – , ( ), .

– . ; ; . , , .

. . 0,35…0,5% ( 45, 40, 40 . .). 45…55 HRC.

: , ( ); , . , . , , . .

– , ( ) ( ).

( )– , , , , , (, ). (40, 45, 65) (40, 40, 35,45, 35 ..). : (da<150 ) (280…320) , (200…240) .

, , ( , ) , 40 ( ) .

≤350 . (,, ..). ≤ 350 , , . .

( ) 0,35…0,60 %, , 40, 40, 45, 35, 60, 60, 55 . (50…55)R (m > 5 ). , . . 8-. . . ( 0,25…0,4 ) , . ( ) .

. , , .

, () . , ( 7- 1643-81), . .

3- : 1) ; 2) , ” ” (. 14.1,); 3) () , “” (. 14.1,).

. 14.1.

, (m≤3). , . . (0,1…1,0) m , .

” ” (.14.1,) , ” ” (. 14.1,). , . “” “” .

16 200 . , , . , ” ” “1” (. 14.2) . . “2” . , , “1” , ( ) , . “4” , .

. 14.2. ” ”

– 16 200 . , , , , , . , , , .

= 56…62RC (HRC , “”). m≤20 (0,28m0,007m2)0,2 . , H.=32…45 HRC. . 1,3…1,5 , 2 .

, , , ( ) .

15; 20 20; 18; 25; 15. , , 12; 20; 1824; 2024.

, 8- . , , . , , .

, . : , . , , . , 0,2…0,3 .

, : 1) (, 0,5 4,5…5 , – 1,5…2 ), – , ; 2) , ; 3) , ..; 4) .

, , , . , .

. – 1050…1080 4…5 . , , , 18.

( ), . .

, – , , , (, , ..), , (, – ..).

( ) – , 70…75% ( ..) 15…20% . (), , , .

, , 20; 35; 40; 25;25; 30 .. HRC 57…63. (0,13Вј0,20)m , 1,2 . , 1,5…2 . , . , , 7- , .

, , (, -).

– , . . ( 70 HRC), (0,2…0,5) . , . . , (, ). – , , , .

(), , ( ). 38, 35, 3022, 302, 4522 . , 40…60 , .. 10…12 , . , 2…3 ( ), . , , .

10…15 . , 7- . 40, 40, 402.

, , , , (, ).

. , , . 40%. .

2 , , (, , ..).

2. ,

S,

, (HRC)

, HRC

Пѓ,

Пѓ,

5

–

–

–

500640

260290

40

≤ 60

192…228

700

400

45

100

60

192…240 241…285

750

850

450

580

40

60…100

≤ 60

230…260

260…280

750

1000

520

800

≤ 60

;

45…50

1400

1200

35

≤ 100

≤ 240

900

800

≤ 50

≤ 270

900

800

≤ 40

;

45…53

1600

1400

40

≤ 100

100…300

230…300

163…269

850

800

600

580

≤ 40

;

48…54

1600

1400

≤ 30

;

46…53

1700-1950

1350-1600

35

60…150

40…60

30…40

≤ 235

270

310

760

980

1100

500

880

960

≤ 30

;

46…53

1700-1950

1350-1600

402

≤ 80

;

52…58

1850

1600

20

≤ 50

; ;

143…170

56…60

440

220

20

≤ 60

; ;

197

56…63

650

400

18

≤ 20

20…60

; ;

240

240

56…63

56…63

1200

1000

950

800

25

20…60

; ;

(30…45)

58…63

1150

950

30

≤ 60

60…100

100…150

; ;

300

270

240

56…63

56…63

56…63

1100

900

850

800

750

700

12

40…60

≤ 40

; ;

250

300

5663

5663

920

1000

700

800

20

≤ 100

; ;

240

5663

900

700

38

(30…35)

850…900HV

1050

900

: 1 : ; ; ; ; .

. 14.3 HRC, . 14.4 HV ( ).

. 14.3. RC

. 14.4. V

, . , . , . .

,, , . , .

, , , .

(..):

I , .. , 269302, 235262. 45, 40,40, 35 .

, . – . .

II , , .. . , 4550 HRC, .

III .. . 4853HRC, 4550HRC, .

IV , .. , . 20, 202, 18, 123 . .. , 4550HRC.

V .. , , 5663HRC. 20, 202, 1842, 18, 18, 123 . , , 2 , 2/3 1/3 , , , ..

. :

1. , , , .

2. , . ( , ) . : , , . . , , . , , .

, .

, , , , . : ( ), , , . . , .

( ) 1643-81, m = 1…56 6300 .

, , .

. ,, , – .

( , ) , , ( ) . .

. , .

( , ) . .

12 , 1 12: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12. 1, 12. 311 511 : , .

3 12. 6 9 , 2.2-2.5.

8- . 5 7 .

(. 2.1).

:

–

–

– ,

–

–

, , .

. : :

6-7-8- 642-77

6- ;

7- ;

8-

– .

2.1.

1643-81

, /,

6- ( )

20

30

, , . .

7- ( )

12

20

,

8- ( )

6

10

9- ( )

3

5

(, , ..)

( ): H, E, D, C, B, A.

. “” . , , D .

, , , fa, . fa 3 .

1-2-3-4-5-6 ,

1, 2, 3 , , , ; 4 ; 5 ; 6 , ( 1143 81).

, , () ( ), , 8 1643 81 (8- ).

, , ,.. . .

2.2. , ( 1643 81)

m,

d,

50

5080

80120

120200

200320

320Вј500

7

ОґtОЈ

130

40

50

60

75

90

110

32

42

50

58

70

80

Оґ0L

17

24

30

36

48

60

Оґ0

12,5

70

80

85

95

105

115

2,56

75

85

95

105

115

130

610

100

105

115

130

140

8

ОґtS

150

60

80

100

115

140

180

50

65

80

95

110

120

Оґ0L

26

38

48

55

75

100

Оґ0

12,5

100

120

130

150

170

190

2,56

115

130

150

160

190

210

610

160

170

190

210

220

9

2,550

80

105

120

150

180

200

Оґ0L

2,550

42

58

75

90

115

160

Оґ0

2,56

210

240

250

300

340

360

610

250

260

300

340

360

380

:

ОґtОЈ ;

0 ;

Оґ0L ;

Оґ0 .

2.3. , , ( 1643 81)

m,

d,

50

5080

80120

120200

200320

320500

7

Оґt

1 2,5

14

15

16

17

19

22

2,5 6

17

18

19

20

22

24

6 10

21

22

24

25

28

f

1 2,5

16

2,5 6

18

6 10

22

Оґf

1 2,5

16

17

18

20

22

26

2,5 6

19

20

21

22

25

28

6 10

25

26

28

30

32

ОґОі

1 2,5

36

2,5 6

45

6 10

60

8

Оґt

1 2,5

22

24

25

26

30

36

2,5 6

26

28

30

32

36

38

6 10

34

36

38

40

45

f

1 2,5

25

2,5 6

28

6 10

36

Оґf

1 2,5

25

26

28

32

36

42

2,5 6

30

32

34

36

40

46

6 10

40

42

45

48

52

ОґОі

1 2,5

55

2,5 6

70

6 10

100

9

Оґt

2,5 6

42

45

48

50

55

58

6 10

52

55

58

60

70

f

2,5 6

45

6 10

55

ОґОі

2,5 6

100

6 10

160

:

Оґt ;

f ;

Оґf ;

ОґОі .

2.4. , , ( 1643 81)

m,

b,

55

55110

110160

160200

200320

7

45%

60%

∆BΣ

1 30

17

19

21

24

28

FОІ; Оґx; Оґy

1 30

17

19

21

24

28

Оґb0

1 2,5

20

22

25

2,5 6

25

26

28

32

34

6 10

32

34

34

36

38

Оґbn

1 2,5

18

19

21

2,5 6

20

22

24

25

28

6 10

25

26

28

30

34

∆t0

1 2,5

16

2,5 6

18

6 10

22

8

40%

50%

∆BΣ

1 30

21

24

26

30

36

FОІ; Оґx; Оґy

1 30

21

24

26

30

36

Оґb0

1 2,5

25

28

32

2,5 6

32

34

35

40

42

6 10

40

42

42

45

48

Оґbn

1 2,5

22

24

25

2,5 6

25

29

30

32

36

6 10

32

34

36

38

42

∆t0

1 2,5

20

2,5 6

22

6 10

28

9

30%

40%

∆BΣ

2,550

26

30

34

38

45

Fb;

2,550

26

30

38

40

45

Оґbn

2,5 6

32

36

38

40

45

6 10

40

42

45

48

52

∆t0

2,5 6

28

8

40%

50%

∆BΣ

1 30

21

24

26

30

36

FОІ; Оґx; Оґy

1 30

21

24

26

30

36

Оґb0

1 2,5

25

28

32

2,5 6

32

34

35

40

42

6 10

40

42

42

45

48

Оґbn

1 2,5

22

24

25

2,5 6

25

29

30

32

36

6 10

32

34

36

38

42

∆t0

1 2,5

20

2,5 6

22

6 10

28

9

30%

40%

∆BΣ

2,550

26

30

34

38

45

Fb;

2,550

26

30

38

40

45

Оґbn

2,5 6

32

36

38

40

45

6 10

40

42

45

48

52

∆t0

2,5 6

28

:

FОІ ;

∆t0 ;

Оґx;Оґy

2.5. fa , ( 1643 81)

aw ,

80

80125

125180

180250

250315

315400

400500

D

22

28

30

35

40

45

50

C

35

45

50

55

60

70

80

B

60

70

80

90

100

110

120

. О±tw,

О±, fa sin О± / sinО±tw

Силы в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

— окружная сила;

— вспомогательная окружная сила;

— осевая сила;

— радиальная сила;

— сила нормального

давления.

Наличие в передаче осевой силы

приводит к дополнительному нагружению вала изгибающим моментом, а подшипников — осевой силой, что ведет к необходимости применения в опорах радиально-упорных подшипников, воспринимающих радиальную и осевую нагрузку.

Проектные и проверочные расчеты косозубых передач по контактным напряжениям и напряжениям изгиба производят по тем же зависимостям, что и для прямозубых передач. При этом учитывают увеличение прочности зубьев вследствие угла наклона зубьев

.

Зубчатые передачи: виды, достоинства и недостатки зубчатых передач

Подавляющее большинство механических передач имеет в своей основе зубчатые зацепления. Другими словами, в зубчатой передаче усилие передается благодаря зацеплению пары зубчатых колес (зубчатой пары). Зубчатые передачи активно используются, позволяя изменять скорость вращения, направление, моменты.

Основной задачей является преобразования вращательного движения, а также изменение расположения элементов трансмиссии и ряд других функций, которые необходимы для работы узлов, агрегатов и механизмов. Далее мы рассмотрим типы зубчатых передач, их особенности, а также достоинства зубчатых передач и их недостатки.

Виды цилиндрических редукторов

Классификация редукторов может вестись в зависимости:

• от типа корпусов;
• от способа охлаждения;
• от вида используемых подшипников;
• от скорости вращения;
• от значения передаточного числа;
• от величины передаваемой мощности.

Кроме того, цилиндрические редукторы в зависимости от вида входящих в них зубчатых колес могут быть:

• прямозубыми;
• косозубыми;
• кривозубыми;
• шевронными;
• комбинированными.

Более подробно типы зубчатых передач, которые может иметь редуктор цилиндрический одноступенчатый (или многоступенчатый), изложены в ГОСТе 16531-83. В нем дается подробное описание всех возможных видов зубчатых колес, которые может содержать конструкция цилиндрического редуктора.

.

, , . , , , .

, .

.

(. 2.7) , +120.

, , 333355, , 100 (, ).

(. 2.6). (, , ), , , , , .

: , , – , , – , – , , , – .

, , .

2.6.

v, 2/,

40

,

v, ВІ/,

50

,

( 20799 75)*

7

10

22

32

46

68

100

220

7

10

22

32

46

68

100

220

-25

-20

-30

-15

-15

-20

-10

-10

( 32 74)

30

46

57

( 21743 76)

– 14

– 20

– 22

( 1862 63)

– 10

– 10

– 15

28 – 32

44 – 48

55 – 59

92

161

192,5

45

70

Ві135

-10

-10

-30

-18

-14

-40

-25

-5

* .

2.7.

, 0

( ) -2

– 24

– 201

– 202

– 203

– 221

1033 79

21150 75

4366 76

6267 74

11110 75

8773 75

9433 75

-25 … +65

-40 … +130

-20 … +65

-60 … +90

-50 … +120

-50 … +90

-60 … +150

, , , .14.5 ( . 14.5) П‡3n, :

HV ( HRC…HB HB...HV . . 14.3 14.4);

ПѓH , , ;

V , /c.

. 14.5.

, ( ) .

, .2.6 . .

.

12,5 /. . , , , .

(. 14.6,) (. 14.6,) , (. 14.6), . , , .

. 14.6.

0,75…2,0 h, 10 . , – .

. , 1/3 , 5 .

. – . < 1 / , >1 / – . – b .

, , , , , ( К” . 14.6,). , , , . . 0,4…0,5 .

, . , 1 0,35…0,7 .

, . (2Оґ) .

-, , ( ).

(. 14.7). , .

. 14.7.

(. 14.7, ; ). , . 5 /c, , () (. 14.7,).

, (. 14.7,). , , , . , , – .

, , (. 14.8,) (. 14.8,) .

. 14.8.

e .

, , . , (. 14.8).

12,5 /, (, ) .

, .

, ( 0,1 ) (. 14.9).

. 14.9.

(.14.9,). (.14.9,), 2…4 , 20…30 . . ( V>20 /) . .

, , . , , , .

Зубчатые передачи стартера

Система допускаемых отклонений для зубчатых передач по «Стандарту межосевых расстояний» (DIN 3961) применяется в сило­вых приводах, где требуемый зазор между зубьями обеспечивается отрицательными допусками толщины зубьев. Эта система неприменима для зубчатых передач автомо­бильных стартеров, поскольку они работают со значительно большими зазорами между зубьями, которые обеспечиваются увеличе­нием межосевого расстояния.

Модули зубчатых передач стартеров

Большой крутящий момент, необходимый для пуска двигателя, требует применения зубчатой передачи с большим передаточным отношением (i = 10-20). Поэтому шестерня стартера имеет малое количество зубьев (z = 9-11), обычно с положительным смещением. Для шага зубьев принято следующее обозна­чение: количество зубьев, равное, например, 9/10, означает нарезку девяти зубьев на за­готовке, рассчитанной по диаметру на 10 зу­бьев, и соответствует смещению +0,5. При этом допускаются небольшие отклонения величины коэффициента х. (Это обозначе­ние нельзя смешивать с обозначением Р 8/10, приведенным ниже).

Конические зубчатые колёса

Прямозубые конические колёса применяют при невысоких окружных скоростях (до 2…3 м/с, допустимо до 8 м/с). При более высоких скоростях целесообразно применять колёса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, меньший шум, большую несущую способность и более технологичные. Прямозубые конические передачи обеспечивают передаточное отношение до 3.

При окружных скоростях, больших 3 м/с, в конических редукторах применяют зубчатые передачи с косыми или криволинейными зубьями, которые благодаря постепенному входу в зацепление и меньшим изменением величины деформации зубьев в процессе зацепления работают с меньшим шумом и меньшими динамическими нагрузками. Кроме того, зубчатые колёса с косыми или криволинейными зубьями лучше работают на изгиб, чем прямозубые. Однако для полного контакта зубьев этих передач требуется прилегание зубьев не только по их ширине, но и по высоте, что повышает требования к изготовлению косозубых передач и колёс с криволинейными зубьями. Благодаря своим преимуществам такие передачи могут применяться при передаточных отношениях до 5 и даже выше.

Рисунок 5 а) с прямыми зубьями,     б) с косыми зубьями, в) с криволинейными зубьями,    г) коническая гипоидная передача

Рисунок 6 – Основные элементы зубьев конических колёс

Конические зубчатые колёса с косыми зубьями могут работать с окружной скоростью до 12 м/с, а колёса с криволинейными зубьями – до 35-40 м/с. Наибольшее распространение получили передачи с криволинейными зубьями, нарезанными по спирали, эвольвенте (паллоидные) или окружности (круговые).Конические колёса с криволинейными зубьями могут иметь различное направление спирали. Зубчатое колесо называется правоспиральным, если со стороны вершины конуса зубья наклонены наружу в сторону движения часовой стрелки, в противном случае колесо называется левоспиральным.

Корригирование конических зубчатых колёс

Применяют в основном высотную коррекцию (корригирование) конических колёс. Также для конических колёс применяется тангенциальная коррекция, заключающаяся в утолщении зуба шестерни и утонении зуба колеса. Тангенциальная коррекция конических колёс не требует специального инструмента. Для цилиндрических колёс тангенциальную коррекцию не применяют, так как для она требует специального инструмента. На практике для конических колёс часто применяют высотную коррекцию в сочетании с тангенциальной.

Зубья конических колёс по признаку изменения размеров сечений по длине выполняют трех форм:

Рисунок 7

1.Нормально понижающие зубья. Вершины делительного и внутреннего конусов совпадают. Эту форму применяют для конических передач с прямыми и тангенциальными зубьями, а также ограниченно для передач с круговыми зубьями при mn>2 и Z = 20…100.

Рисунок 8

2. Вершина внутреннего конуса располагается так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растёт с увеличением расстояния до вершины. Эта форма позволяет обрабатывать одним инструментом сразу обе поверхности зубьев колеса. Поэтому она является основой для колес с круговыми зубьями.

Рисунок 9

3. Равновысокие зубья. Образующие делительного и внутреннего конуса параллельны. Эту форму применяют для круговых зубьев при Z>40, в частности при средних конусных расстояниях 75-750 мм.

. ,

– . , . . ( ) (1, 3, 5 . .), (2, 4, 6 . .).

:

da ;

dr ;

da ;

d ;

t ;

h ;

ha ;

;

b ( );

t ;

st ;

aрќњ” ;

;

Z .

– , . .

.15.

. 16.17

Основные достоинства и недостатки зубчатых передач

Ключевые преимущества видны невооруженным взглядом. Это:

• • Длительный срок эксплуатации. Мы уже пояснили, что простой инструмент редко ломается. А в обозначенном случае мы имеем дело с крепким металлом, отсутствием ломких деталей, закаленной частью, соприкасающейся с партнером (зубьями). Поэтому такой механизм по праву можно считать долгожителем.
• • Простая регулировка скорости. Масса вариантов настройки, установки.
• • Высочайший уровень КПД при небольших затратах.
• • Компактность. Что особенно важно. Ведь минимальный размер всего механизма позволяет сэкономить место в устройстве. Как пример, зубчатая передача позволяет сделать более компактный насос, сохраняя высокую мощность.

Но и минусы тоже существуют:

• • Динамически во время работы невозможно сменить темп.
• • Дороговизна, а также сложность. Выполнить кустарными методами, как муфту или что-то схожее, не выйдет. Необходимо обращаться к профессиональным производителям. И одним из лучших вариантов будет «Сармат». Где при эталонном качестве продукта не задираются расценки выше среднерыночных. Что редкость для современной экономической ситуации.
• • Шумовой эффект. Избавиться от аспекта не получится, и чем выше скорость, тем сильнее будет сопровождающий работу звук. Вращательное движение не может быть беззвучным, зацепление зубьев делает свое дело. Такой способ является очень надежным, но и весьма шумным.

Стандарты зубчатых передач США

Вместо модуля для стандартизации зубча­тых передач в США используется показатель количества зубьев на 1 дюйм (25,4 мм) диа­метра делительной окружности или диамет­ральный модуль (питч) (Р):

Р = z/d = z/(z • m/25,4) =25,4/m

Для перевода стандарта США в европейский стандарт служит зависимость:

m = 25,4 мм / P

Размещение зубьев в пределах диаметраль­ного модуля называется окружным шагом зацепления (CP):

CP = (25,4 мм / P) π.

Табл. Стандарты зубчатых передач

Полная высота зуба

В стандартах США полная высота зуба обо­значается как высота головки ha = т, что соответствует величине т в стандартах Гер­мании.

Ножка зуба

Обозначается так же, как и полная вы­сота зуба, но расчет головки зуба основы­вается на использовании своего модуля. Пример обозначения:

Обозначение (пример): Р 5 /7

Р = 7 для расчета головки зуба,

Р = 5 для расчета других параметров.

Система обозначений и преобразований

Диаметр окружности выступов: OD = da.

Диаметр делительной окружности: PD = N/P = d (в дюймах) или PD = Nm = d (в мм).

Диаметр окружности впадин: RD = df

Начальный диаметр:

LD =(N+2x) / P (в дюймах)

или

LD= (N+2x)·m (в мм).

LD ≈ dw,

где dw — диаметральный модуль.

Коронные колёса

Коронное колесо — особый вид колёс, зубья которых располагаются на боковой поверхности. Такое колесо, как правило, стыкуется с обычным прямозубым, либо с барабаном из стержней (цевочное колесо), как в башенных часах.

О профиле зуба

Как и во всех зубчатых зацеплениях, в шевроне может быть использован тот или иной тип зуба. Предварительно проводится расчет шевронной передачи. Используются следующие типы зубьев:

• винтовые одного направления;
• винтовые разных направлений;
• эвольвентные;
• неэвольвентные.

Применяемость того или иного типа зависит непосредственно от того, чего необходимо добиться во время работы узла. К примеру, если узел спроектирован с возможностью смещения центра профиля, используют эвольвентный зуб. Кроме того, есть три варианта расположения шестерни к колесу: сближенное, раздвинутое и нормальное. Изменяя расстояние до центра профиля, можно добиться того или иного положения, которое необходимо для повышения плавности, увеличения скорости хода и т.д.
Стоит также заострить особое внимание и на том факте, что неверно подобранный тип зуба в том или ином случае приведет к таким последствиям, как: снижение ресурса узла, повышенная шумность, перегрев подшипника и т.п. Следовательно, наиболее ответственным этапом является именно теоретический расчет передачи.

Материал изготовления

Практически все зубчатые передачи подвергаются интенсивному износу. По этой причине необходимо использовать высокопрочные сплавы, которые бы справлялись с работой в тяжелых условиях. Непосредственно колесо шеврона или шестерня изготавливаются из стали, а вот зубья предпочтительно должны быть бронзовыми. Но если использовать бронзу в чистом виде, то это слишком дорого. По этой простой причине зубья выплавляются из высоколегированной стали с бронзовым напылением.

Нередко бывает так, что узел подвергается преждевременному износу. Случается это по разным причинам:

• биение в передаче;
• перегрев колеса и шестерни;
• недостаточное количество смазки.

В большинстве таких случаев его не меняют на новый, а ремонтируют путем наплавления зубьев. Данный метод используется практически во всех механических передачах, если это возможно и целесообразно.

Передачи с неэвольвентным профилем

Существуют и альтернативные эвольвентной системе зацепления передачи. К ним можно отнести зацепление Новикова и арочные передачи. В зацеплении Новикова уменьшены следующие недостатки эвольвентного зацепления:

–малые приведенные радиусы кривизны рабочих поверхностей; – повышенная в связи с линейным контактом зубьев чувствительность к перекосам; – потери на трение в зацеплении в связи с существенным скольжением. Арочные передачи обладают следующими преимуществами по сравнению с эвольвентными: – малая чувствительность к перекосу осей; – повышение прочности зубьев на изгиб. Существуют также треугольные зубчатые зацепления.

Рисунок 10 Исходный контур передачи Новикова

Звездочки, валы, шестеренки, металлообработка Ремонт шестерен в Екатеринбурге, шестерни, Любая шестерня от изготовителя, звездочки, звездочка, шестерня, стоимость шестерни, Шестерни с круговым зубом, ремонт шестерни, коническая пара, зубчатая передача, нарезка зуба шестерни, производство шестерен, Зубчатое колесо круговой зуб, нарезка кругового зуба
круговые зубъя, производство шестерен, крановое колесо, Коническое колесо, Вал шестерни, Шестерни, производство шестерен,
червяк, зубчатая пара, зубчатые колеса, венец червячный, звездочки, шестеренки, червячная пара, колесо червячное, вал червяк, маленькая шестерня,
колесико, пластиковая шестерня, шестеренка, шестеренки

Достоинства и недостатки зубчатых передач

Прежде всего, среди достоинств зубчатой передачи можно выделить:

• высокую надежность с учетом расширенного диапазона нагрузок и скоростей;
• компактность, большой ресурс и высокий КПД;
• относительно небольшие нагрузки на валы и подшипники;
• постоянное передаточное число (отношение);
• простота изготовления и обслуживания;Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое главная передача в автомобиле. Из этой статьи вы узнаете об устройстве, назначении и принципах работы главой передачи в конструкции авто.

Также выделяют и недостатки зубчатой передачи:

• повышенные требования к качеству изготовления и точности установки;
• при высокой скорости вращения возникает шум по причине возможных неточностей при изготовлении шага и профиля зубьев;
• повышенная жесткость не позволяет эффективно компенсировать динамические нагрузки, в результате чего возникает разрушение и пробуксовки, появляются дефекты;

Напоследок отметим, что во время обслуживания механизм нужно осматривать, производя проверку состояния зубчатых колес, шестерен и зубьев на предмет повреждений, трещин, сколов  и т.д.

Также проверяется само зацепление и его качество (часто используется краска, которая наносится на зубья). Нанесение краски позволяет изучить величину пятна контакта, а также расположение относительно высоты зуба. Для регулировки зацепления применяются прокладки, которые ставятся в подшипниковые узлы.

Шевронные зубчатые передачи и все о них

Как мы уже разобрались, данный вид зацепления относится к зубчатым. Определимся немного с конструктивными особенностями данной передачи. От классической зубчатой мы имеем существенные отличия. Во-первых, венец состоит из зубьев, направленных в разные стороны. Соответственно по одной стороне венца они имеют наклон в одну, с обратной — в другую стороны.

Можно смело говорить о том, что шевронные передачи обладают огромным количеством преимуществ. К примеру, отсутствие осевой нагрузки на подшипник, что позволяет продлить срок службы узла. Помимо этого, данный тип передачи позволяет существенно увеличить угол наклона зубьев, который приблизительно равен 25-40 градусам. В то время как в обычном косозубом колесе пределом является 18 градусов.

Конечно, есть и свои нюансы. Во-первых, высокая сложность и дороговизна изготовления шеврона. Так как используется данный вид зацепления для передачи большой мощности и скорости при отсутствии осевых нагрузок, то точность изготовления должна быть очень высокой, а следовательно и себестоимость такого колеса получается высокой. Во-вторых, необходимость использования плавающего вала в конструкции. По этой простой причине инженеры стараются применять косозубую передачу, где это возможно, и только потом использовать шевронную.

Другие виды

Зубчатые барабаны киноаппаратуры — предназначены для точного перемещения киноплёнки за перфорацию.

В отличие от обычных зубчатых колес, входящих в зацепление с другими колесами или зубчатыми профилями, зубчатые барабаны киноаппаратуры имеют шаг зубьев, выбранный в соответствии с шагом перфорации. Большинство таких барабанов имеет эвольвентный профиль зубьев, изготавливаемых по тем же технологиям, что и в остальных зубчатых колесах.

Механизмы

Помимо описанных вариаций, есть еще парочка, которые являются более редкими, но все столь же результативными. В первую очередь, реечная. Используется не для передачи крутящего момента. Напротив, здесь вращательное движение проходит преобразование с помощью рейки. И на выходе мы видим поступательное. Возможен и обратный процесс.

А также существуют винтовые. Они весьма точны и надежны, поэтому реализуются в различных компактных приборах. Но есть и негативная сторона. Проседает эксплуатационный срок, соприкосновение почти без зазоров, а значит, поверхность просто стирается при работе.

Области применения реечной передачи

Область применения реечной передачи весьма обширна. Устройство можно применять везде, где нужно преобразовать вращательное движение в прямолинейное.

Для любого устройства можно подобрать соответствующие параметры и нужный результат на выходе. Таким образом, можно даже сохранить требуемую точность в высокоточных или прецизионных аппаратах.

Реечные передачи с успехом применяются в следующих аппаратах:

• промышленные сварочные установки;
• производственные роботы;
• станки с ЧПУ;
• токарные станки;
• подъемные устройства и краны;
• линии перемещения кареток по производственному цеху;
• промышленные производственные линии;
• фуникулеры;
• механизм рулевого управления в автомобилях и др.

В представленных выше примерах перемещаемым объектом является некая каретка, перемещающаяся под воздействием установленного на ней привода. Но иногда, реечные передачи используются даже для перемещения тяжелых производственных столов по специальным траекториям. Зубчатая шестерня в данном случае жестко закрепляется на рабочей поверхности, а рейки находятся именно на перемещаемом столе. Такой подход приводит к возникновению очень высоких нагрузок, которые компенсируются габаритами передачи.

Применение зубчатых передач

Области применения зубчатых передач весьма обширны. Сегодня подобные механизмы применяются в различных отраслях промышленности. Проведенные исследования указывают на то, что в год изготавливается несколько миллионов экземпляров подобных изделий. Рассматривая применение и назначение отметим нижеприведенные моменты:

1. Цилиндрическая передача используется для повышения или понижения передаваемого усилия. Примером их применения можно назвать двигатели внутреннего сгорания или коробки передач, буровые и металлургические установки, оборудование горнодобывающей промышленности.
2. Конические передачи применяют намного реже. Это прежде всего связано с тем, что они довольно сложны в производстве. Область применения – сложная механическая передача с переменными углами и изменением нагрузки. Примером можно назвать ведущие мосты транспортных средств, а также конвейеры и другие устройства, применяемые в агропромышленном комплексе.

Область применения зависит от конструктивных особенностей механизма, а также типа применяемого материала при производстве.

На момент работы слышен монотонный умеренный шум. Если появляются посторонние звуки, то это может указывать на появление существенных проблем, к примеру, сильного износа поверхности. Техническое обслуживание проводится следующим образом:

1. Визуальный осмотр требуется для того, чтобы исключить вероятность наличия трещин или сколов на поверхности.
2. Особое внимание уделяется тому, чтобы при работе колеса правильно зацеплялись. Слишком большой зазор может привести к сильному износу и другим проблемам, так как нагрузка распределяется неравномерно. Изменение зазора проводится путем регулировки положения вала и подшипников.
3. На момент работы уделяется внимание тому, чтобы не возникало торцевое биение или другая неравномерность хода.
4. Для определения правильности хода на зубья наносятся отметки при помощи специальной краски. До момента их полного засыхания валы проворачивают несколько раз. Форма отпечатка определяет то, насколько правильно соединение.
5. После высыхания краски уделяется внимание тому, чтобы точка касания была в средней части высоты зуба. Изменить положение можно путем установки специальных подкладок под подшипники.
6. На момент обслуживания проводится добавление требующегося количества смазывающего вещества. Как ранее было отмечено, без него существенно увеличивается степень износа поверхности.

Периодическое обслуживание позволяет существенно увеличить эксплуатационный срок устройства. На момент осмотра устройства уделяется внимание также состоянию вала, подшипников и других элементов, которые обеспечивают стабильную и надежную работу. К примеру, незначительный изгиб вала становится причиной повышенного износа определенной части колеса. В самых сложных случаях происходит его обрыв.

Форма и характеристика зуба

Мы уже пояснили, из чего состоит зубчатая передача. И главным фактором колеса являются зацепы. Поэтому конструкция так и называется. Но им пока уделили недостаточно внимания. А ведь у них есть свои отличительные стороны и видовое разнообразие.

Это:

• • Прямые. Используется повсеместно, нет отклонений по оси.
• • Косые. Значительно повышает уровень сцепления. Но начинает страдать КПД. Да и срок службы снижается.
• • Шевронные. Смысл кроется в снижении нагрузок на подшипник. Оси не давят на элемент, что выгодно при длительной работе.
• • Внутренние. Прекрасно функционируют на изгиб. А также практически единственный тип, который не создает сильный шумовой эффект при эксплуатации.

Подведем итоги

Как видно, зубчатая передача является достаточно распространенным решением, которое используется в различных узлах, агрегатах и механизмах. С учетом того, что существует несколько типов таких передач, перед использованием одного или другого вида, в рамках проектирования конструкторы учитывают кинематические и силовые характеристики работы разных механизмов и агрегатов.

При этом основными условиями, которые определяют срок службы зубчатой передачи и ее ресурс, принято считать общую износостойкость поверхностей зубьев, а также прочность зубьев на изгиб. Чтобы получить нужные характеристики, в рамках проектирования производства зубчатых механизмов указанным особенностям уделяется отдельное повышенное внимание.

Гипоидная передача в устройстве трансмиссии автомобиля: что такое гипоидная передача, в чем ее особенности и отличия, а также преимущества и недостатки.

Дифференциал коробки передач: что это такое, устройство дифференциала, виды дифференциалов. Как работает дифференциал КПП в трансмиссии автомобиля.

Главная передача в устройстве трансмиссии автомобиля: принцип работы, особенности конструкции. Виды главных передач по типу зубчатого соединения.

Понижающая (пониженная) передача: назначение передачи, особенности работы. Как пользоваться понижающей передачей и когда включать пониженную передачу.

Карданная передача: что это такое, устройство, особенности, принцип работы. Виды карданных передач в устройстве автомобильной трансмиссии.

Устройство полного привода, виды и типы полного привода, схема устройства привода на полноприводных авто. Полноприводные коробки, особенности.

Общее описание

Для того чтобы передать усилия, ранее использовался повсеместно лишь один метод — ременный, который имел важное промежуточное звено — ремень. В нашем же случае способ меняется. Ненужный переходник исключается, вместо него появляется сцепление между элементами.

Таким образом, увеличивается не только уровень надежности и минимизируется размер всей системы, но также достигается и еще одно важное преимущество. Снижается расход энергии, необходимый для активации всей конструкции.

Существует масса ключевых факторов, которые определяют эффективность, сферу применения механизма. Разумеется, важным аспектом становятся габариты, материал производства и точность.

Если говорить про общие сведения о зубчатых передачах, нужно знать, что в хорошем продукте между зубьями всегда присутствует зазор. Они не располагаются вплотную. Иначе скольжение будет невозможным по определению. А также будет крайне неудобно смазывать подвижные части. Эксплуатационный срок, равно как и эффективность применения будет значительно снижена. Не нужно забывать, что многие типы производства подразумевают образование высоких температур на производственных площадках. А сами механические детали во время работы ввиду банальной силы трения разогреваются. Значит, металл будет расширяться, незначительно увеличиваться в размерах. И без зазора зубья просто встанут, упираясь друг в друга и заблокировав дальнейший ход.

Поэтому выбор конечного продукта всегда стоит останавливать на том, что точно не подведет. Именно поэтому мы в всегда внимательно относимся к деталям. И любая часть наших станков и иной продукции отвечает не только всем требованиям нормативной документации, но и желаниям наших клиентов.

Геометрические параметры колес

Есть определенные нюансы конструкционного плана. Боковые стороны всегда соприкасаются. Это главная точка поверхности, передающая импульс. А угол всегда подбирается с учетом смещения, чтобы при некорректной работе не заблокировались шестерни.

Поэтому важно учитывать: диаметр, длину окружности, размер зацепов, периодику, частоту. Все эти параметры указываются в сопутствующей документации. И должны точно соответствовать требованиям нормативов.

Области применения

Существует масса промышленных сфер, где с успехом нашли свое отражение такие конструкции. Проще найти отрасль, где их нет. От точных приборов до гигантских буровых установок. Используются в двигателях внутреннего сгорания, а значит, почти в каждом виде транспорта на земле: станки, конвейеры на фабричном производстве и в цехах. Даже в небольших элитных наручных часах применяется все тот же принцип. Просто без электрического привода.

Изучив классификацию и область применения зубчатых передач, остается только пожелать вам подобрать грамотный продукт для своего производства. И гидом, помогающим обойти все перипетии современного рынка, станет компания «Сармат».

Недостатки

Зубчатые передачи имеют и ряд особенностей, которые могут быть отнесены к их недостаткам. В плане эксплуатации – такой механизм шумит при высокой скорости вращения. Он не может гибко реагировать на изменяющуюся нагрузку, так как представляет собой жесткую конструкцию с точной регулировкой.

В технологическом плане – это сложность изготовления пар колес зацепления. Для такого вида передач требуется повышенная точность, так как зубья находятся в зацеплении при постоянно изменяющемся напряжении. В таких условиях возможны усталостные разрушения материала.

Это происходит при превышении допустимых нагрузок. Зубья могут выкрашиваться, частично или полностью ломаться. Отколовшиеся осколки попадают в механизм, повреждают соседние сопрягающиеся участки, что приводит к заклиниванию и выходу из строя всего узла.

Наибольшее распространение получила цилиндрическая зубчатая передача. Ее применяют в узлах и механизмах с параллельным расположением валов. По конструктивным особенностям различают зубья с прямым, косым и шевронным профилем.

Для перекрещивающихся валов используют червячную, винтовую цилиндрическую передачи, а для пересекающихся – коническую. Реечная передача отличается тем, что шестерня в общем парном механизме заменяется рабочей плоскостью. При этом на ней нарезаны зубья, идентичные по профилю колеса. В итоге вращательное движение преобразуется в поступательное.

Также разделяют передачи по скорости вращения: тихоходные, средние и скоростные. По назначению их делят на силовые и кинематические (не передающие значительной мощности). Кроме того, зубчатые передачи могут классифицироваться по величине передаточного числа, подвижности осей (рядовые и планетарные), числу степеней, точности зацепления (12 классов), способу изготовления. По форме профиля зуба могут быть эвольвентные, циклоидальные, цевочные, круговые.