Зубчатые и червячные передачи

Зубчатые соединения широко распространены во всех отраслях машиностроения. Их высокая несущая способность, надежность, технологичность обеспечили им преимущественное распространение перед другими видами соединений валов со ступицами в первую очередь в объектах массового производства: автомобилях, станках, редукторах общего назначения и т. д.

Широкое распространение зубчатых соединений в области технической механики объясняется целым рядом их преимуществ перед другими соединениями аналогичного назначения:

1. Зубчатые соединения обладают наибольшей надежностью среди соединений типа вал – ступица, особенно при воздействии пиковых нагрузок. Исключаются явления выворачивания и среза шпонок, проскальзывания в прессовых соединениях и, как следствие, ослабление натяга и снижения несущей способности и т. п.
2. Несущая способность зубчатого соединения при равных размерах значительно выше, чем у шпоночных и профильных и у соединений с гарантированным натягом. Кроме того, при неизменном диаметре и длине несущая способность зубчатого соединения может варьироваться в довольно широких пределах за счет изменения числа зубьев и глубины захода.
3. Зубчатые соединения могут вполне надежно работать без радиального натяга (в отличие от шпоночных и профильных). Поэтому в отличие от других типов соединений они являются легкоразъемными. Это качество делает их незаменимыми для ряда конструкций, особенно требующих «туннельной» сборки.
4. Зубчатые соединения лучше других работают в механизмах, имеющих скользящие вдоль вала детали.

К недостаткам зубчатых соединений следует отнести:

• некоторую технологическую сложность, возрастающую при применении упрочняющей технологии;
• износы рабочих поверхностей при определенных видах нагрузки или наличии избыточных связей;
• меньшую точность центрирования по сравнению со шпоночными соединениями и соединениями с гарантированным натягом.

В данной работе будут рассмотрены устройство и принцип работы зубчатых передач, геометрический расчет зубчатых передач и основные параметры эквивалентного зацепления.

1.1 Устройство и принцип работы

Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. Зубчатые передачи применяют для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

...

1.2 Основные параметры эвольвентного зацепления

Основным кинематическим условием, которому должны удовлетворять профили зубьев, является постоянство мгновенного передаточного отношения передачи. Этому условию удовлетворяют многие классы кривых. Для обеспечения высокого КПД, прочности и долговечности колес профили должны обеспечивать малые скорости скольжения и достаточные радиусы кривизны в точках контакта. Профили должны допускать легкое изготовление, в частности нарезание простым инструментом независимо от числа зубьев колес. Этим условиям наиболее полно удовлетворяет эвольвентное зацепление, нашедшее широчайшее применение в механике.

...

1.3 Геометрический расчет зубчатой передачи

Основные геометрические соотношения зубчатых передач приведены в таблице 1.1. Названия и обозначения элементов зубчатого зацепления показаны на рисунке 1.3.

...

Таблица 1.1 – Основные геометрические соотношения зубчатых передач

...

3.1 Основные понятия

Конические зубчатые колеса применяют в передачах между валами, оси которых расположены под углом. Основное применение имеют передачи с пересекающимися под углом 90° осями, т. е. ортогональные передачи. Передачи с межосевым углом, не равным 90°, применяют редко из-за сложности форм и технологии изготовления корпусных деталей, несущих эти передачи, хотя для изготовления самих колес межосевой угол передачи не имеет значения.

...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цилиндрические, конические и червячные зубчатые передачи служат для передачи вращательного движения, они нашли широкое применение в механике. Особую роль зубчатые передачи играют в точных измерительных и счетно-решающих приборах. В этих приборах зубчатые колеса служат для передачи основных отсчетных величин. Характерными особенностями таких передач являются мелкие модули, малые диаметры посадочных отверстий по сравнению с наружными диаметрами колес, передача (в большинстве случаев) незначительных усилий, высокая точность выполнения.

По сравнению с передачами других видов зубчатые передачи имеют такие преимущества, как: высокие КПД, надежность и долговечность работы, неизменность передаточного числа, простота обслуживания. К преимуществам червячной передачи относятся компактность и сравнительная бесшумность работы.

...