- •5.1 Классификация зубчатых механизмов
- •5.2 Понятие о центроидных механизмах
- •5.3 Основной закон зацепления
- •5.4 Эвольвента окружности, построение и свойства
- •5.5 Уравнение эвольвенты в полярных координатах
- •5.6 Эвольвентное зацепление
- •5.7 Изготовление зубчатых колес
- •5.8 Исходный контур
- •5.9 Элементы нулевого зубчатого колеса
- •5.10 Нарезание зубчатых колес со смещением
- •5.11 Влияние смещения на профиль зуба
- •5.12 Подрезание, интерференция, заостроение
- •5.13 Построение картины зацепления
- •5.14 Коэффициент перекрытия
- •5.15 Толщина зуба на окружности произвольного радиуса
- •5.16 Геометрический расчет зубчатой передачи
- •5.17 Блокирующие контуры
- •5.18 Косозубые колеса
- •5.19 Другие виды зацепления
- •5.20 Пространственные зубчатые передачи
- •5.21 Передаточное отношение и передаточное число
- •5.22 Расчет рядовой коробки передач
- •5.23 Планетарные зубчатые механизмы
- •5.24 Аналитический метод определения передаточного отношения и угловых скоростей планетарных механизмов
- •5.26 Замкнутые дифференциальные механизмы
- •5.27 Дифференциальные коробки передач
- •5.28 Графический метод анализа планетарных механизмов
- •5.29 Условия соосности, соседства, сборки планетарных механизмов
- •5.30 Пример синтеза планетарного механизма
- •5.31 Волновая передача
5.1 Классификация зубчатых механизмов
Зубчатые механизмы – это самый распространенный и, пожалуй, самый важный вид механизмов. Трудно найти такую машину, в которой нет зубчатого механизма. Они применяются в станках, в грузоподъемных машинах, автомобилях, разнообразных технологических машинах и т.д. Основные достоинства зубчатых механизмов, определившие их широкое применение, - строго постоянное передаточное отношение, большая передаваемая мощность на единицу массы, компактность, долговечность, высокий к.п.д. Недостаток – сложность изготовления и высокая стоимость.
Зубчатые механизмы предназначены для передачи вращательного движения и преобразования его параметров. Обычно двигатели обладают скоростью и моментом, как правило, не подходящим для использования в технологическом процессе. Преобразование параметров вращательного движения возможно посредством прижатых друг к другу гладких дисков (рис. 5.1), образующих фрикционные передачи. Ее недостаток – ограниченная мощность из-за большой нагрузки на подшипники, неизбежное проскальзывание, износ поверхностей, потери мощности. Практически передаваемая мощность в таких механизмах не превышает 10 – 20 квт.
Чтобы устранить отмеченные недостатки, диски снабжаются чередующимися выступами и впадинами, располагающимися с определенным интервалом. Такие выступы называются зубьями.
Зубчатым колесом называется звено с замкнутой системой зубьев, обеспечивающей непрерывность движения. Различают еще зубчатый сектор, зубчатую рейку.
Зубчатая передача – трехзвенный механизм, состоящий из двух колес и стойки.
Важнейшей характеристикой зубчатой передачи является передаточное отношение – отношение угловых скоростей колес. Две или более зубчатые передачи образуют зубчатый механизм.
Зубчатые колеса, зубчатые передачи и зубчатые механизмы чрезвычайно разнообразны. Поэтому целесообразно ознакомиться с их простейшей классификацией.
Зубчатые колеса бывают:
а) цилиндрические и конические,
б) прямозубые, винтовые, шевронные,
в) эвольвентные, циклоидальные, цевочные, трохоидальные, круговинтовые,
г) с внешним и с внутренним зацеплением.
Винтовые колеса могут быть с левым и с правым наклоном зуба. Винтовые колеса с винтовой линией постоянного шага называют косозубыми.
Зубчатые передачи бывают:
а) с постоянным и переменным передаточным отношением некруглые колеса),
б) плоские и пространственные,
в) с параллельными, пересекающимися и скрещивающимися осями колес.
По этому признаку различают цилиндрические, конические, гиперболоидные передачи.
В гиперболоидных передачах звенья выполняются в форме гиперболоида вращения. Гиперболоид – линейчатая поверхность, образуемая при вращении произвольно расположенной в пространстве прямой линии относительно некоторой оси. Таким образом, образующей поверхности гиперболоида является прямая линия. Два сопряженных гиперболоида перекатываются друг по другу без скольжения и касаются по прямой линии. Если их снабдить зубьями, образуется точная гиперболоидная передача (рис. 5.2). На практике используется приближенная гиперболоидная передача, образованная из цилиндрических и конических колес. В таком случае касание их происходит не по линии, а в точке. Различают винтовые, червячные и гипоидные передачи (рис. 5.2). Различают также понижающие и повышающие частоту вращения передачи (редукторы и мультипликаторы), передачи внешнего, внутреннего зацепления, реечные передачи. Зубчатые механизмы бывают: а) с неподвижными осями колес (рядовые) и с подвижными осями (планетарные), б) предназначенные для передачи большой мощности (силовые) и для преобразования параметров движения (кинематические), в) с одной степенью подвижности и зубчатые дифференциалы.