Классификация передач.

Передачи классифицируют по геометрическим и функциональным особенностям.

По расположению осей валов передач различают:

- с параллельными осями (рис. 1 а…г), они выполняются с цилиндрическими колесами внешнего (рис.1 а…в) и внутреннего зацепления (рис. г);

- с пересекающимися осями, - в этом случае применяются конические колеса с прямыми и круговыми зубьями (рис.1.е,з), реже с тангенциальными (рис.ж);

- с перекрещивающимися осями,- применяются зубчато – винтовые, гипоидные и червячные передачи;

- зубчатое колесо – рейка (рис.1. д).

Рис.1. Основные виды зубчатых колес.

По расположению зубьев относительно образующих колес различают:

- прямозубые (рис.1. а);

- косозубые передачи (рис1.б);

- шевронные (рис.1.в);

-с криволинейным зубом (рис.1.ж).

По форме профиля зубьев колес передачи подразделяют на:

- передачи с эвольвентным зацеплением, в котором профили зубьев очерчены эвольвентами окружностей (предложен Эйлером в 1754г.);

- передачи с циклоидальным зацеплением, в котором профили зубьев – дуги эпи- и гипоциклоид;

-передачи с зацеплением Новикова (предложено в 1954 г.), в котором взаимодействует выпуклый профиль зуба одного колеса с вогнутым профилем другого колеса.

По характеру движения осей передачи делят на:

- обычные (неподвижные геометрические оси);

- планетарные (оси одного или нескольких колес подвижных).

По окружной скорости различают:

- тихоходные (до 3 м/с).

- средних скоростей (3....15 м/с).

- быстроходные (>15 м/с).

Зубчатые передачи могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми по наличию одного или нескольких зацеплений зубчатых колес.

Зубчатые передачи могут быть волновыми, с передаточными числами от 40 до 400.

К зубчатым передачам относят зубчатые механизмы с секторными колесами, с колесами, имеющими зубья на части обода, так называемые мальтийские механизмы, и, наконец, храповые (зубчато- рычажные) механизмы.

Из большого ряда зубчатых передач наибольшее распространение во всех отраслях машиностроения и приборостроения получили передачи с цилиндрическими колёсами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные.

Конические, винтовые и червячные передачи применяют лишь в тех случаях, когда это необходимо по условиям постановки машины.

В зависимости от назначения зубчатой передачи могут встраиваться в конструкцию машины или выделяться в самостоятельный узел (агрегат) и иметь отдельный корпус.

По конструктивному исполнению передачи могут располагаться вне корпуса и иметь легкое ограждение – открытые передачи, либо работать в корпусе, изолирующем их от внешней среды – закрытые передачи.

Открытые передачи работают без смазывания или при ограниченном смазывании при небольших окружных скоростях (тихоходные передачи). Закрытыми выполняют передачи, работающие при средних и высоких окружных скоростях (быстроходные передачи) с обильным смазыванием (из масляной ванны, струей масла и др.).

Зубчатые передачи могут понижать или повышать частоту вращения ведомого вала. Агрегат с понижающей передачей (передачами) называется редуктором, агрегат с повышающей передачей называется мультипликатором.

Зубчатая передача состоит из двух колес с числом зубьев z₁ и z₂, расположенных на валах. Меньшее из двух колес называется шестерней (все параметры имеют нечетный индекс), а большее – зубчатым колесом (индексы- четные). Основными характеристиками передачи являются мощности на валах Р₁ и Р₂ в кВт, угловые скорости ω₁ и ω₂ в с^-1 (или частота вращения n₁ и n₂ в мин^-1), окружная скорость на делительном цилиндре υ в м/с, вращающие моменты Т₁ и Т₂ в Н м, передаточное отношение u, коэффициент полезного действия η.

При расчете передачи используются зависимости, известные из теоретической механики:

;

;

;

;

;

.

Рассмотрим взаимозаменяемость, методы и средства контроля эвольвентных зубчатых передач.

Зацепление зубчатых колес эквивалентно качению без скольжения окружностей с диаметрами и (рис.2.). Эти окружности называются начальными. Точка их касания П называется полюсом зацепления. Полюс лежит на линии, соединяющей оси колес О₁ и О_{2 .} Расстояние между осями колес называется межосевым расстоянием. Из зависимостей для межосевого расстояния и передаточного отношения

,

.

Диаметры начальных окружностей выражаются формулами

;

.

Знак «-» - для внутреннего зацепления.

Основным кинематическим условием, которому должны удовлетворять профили зубьев, является постоянство передаточного отношения передачи. При этом нормаль к профилям зубьев в точке контакта К должна проходить через полюс зацепления. Для обеспечения высокого к.п.д., прочности и долговечности колес профили должны обеспечивать малые скорости скольжения и достаточные радиусы кривизны в точках контакта. Они должны легко изготавливаться, т.е. нарезаться простым инструментом не зависимо от числа зубьев колеса.

Этим условиям наиболее полно удовлетворяет эвольвентное зацепление. Нашедшее широчайшее применение в машиностроении.

Эвольвентой (от лат. слова evolvens) называют плоскую кривую, являющуюся разверткой другой плоской кривой, называемой эволютой. Эвольвента окружности образуется точками К прямой при качении ее без скольжения по окружностям с диаметрами или (см. рис.). Эти окружности называются основными.

Линия перемещения общей точки контакта К профилей зубьев при вращении колес называется линией зацепления. Угол между линией зацепления и прямой, перпендикулярной межосевой линии, называется углом зацепления.

Рис.2. Зацепление эвольвентных зубчатых колес.

Линия зацепления всегда является касательной к основным окружностям и . Преимуществом эвольвентного зацепления является то, что при изменении межосевого расстояния (из-за ошибок изготовления), вместе с осями колес переместятся и основные окружности. При этом изменяться угол зацепления и диаметры начальных окружностей. Эвольвенты при этом будут касаться другими участками, не нарушая закона зацепления.

Основные окружности принадлежат отдельно взятому колесу. Начальные окружности принадлежат только колесам, находящимся в зацеплении.

Дата добавления: 2015-08-10