Стандартные параметры зубчатыхцилиндрических передач, геометрия.

Отдельно взятое зубчатое колесо характеризуют следующие основные параметры: окружной делительный шаг зубьев pt - рас­стояние между одноименными профилями соседних зубьев по дуге делительной окружности; нормальный шаг зубьев рп, равный шагу исходной зубчатой рейки.

что рп - ptcosp\ где (- угол наклона линии зуба на делительном цилиндре. У парных колес передачи с параллельными осями углы р одинаковые, а их линии зуба имеют противоположное направление - левое и правое. Зубья косозубых колес представляют собой винтовые эвольвентные поверхности с большим ходом pz = zpx, где z - число зубьев; рх ~ осевой шаг. Поэтому криволинейность зуба при небольшой ширине колеса почти незаметна.

Линейная величина, в % раз меньшая окружного pt (осевого рх, нормального рп) шага зубьев, называется окружным модулем mt (осевым тх, нормальным тп). У прямозубых колес (3 = 0 и тп - т.

Таким образом, тп = mt cosp1. Значения тп устанавливаются ГОСТ 9565-60 (стандарт распространяется на цилиндрические зуб­чатые колеса и конические с прямым зубом).

Осевой шаг рх = pn/sin(3 = 7tm„/sin(3.

d - m.tz - делительный диаметр колеса. Следовательно, делитель­ная окружность является параметром отдельно взятого колеса и ее диаметр - величина постоянная.

В соответствии со стандартным исходным контуром зубчатых колес делительная окружность делит зуб на головку и ножку, высоты которых принимаются для колес без смещения: головки ha = тп; ножки hf = l,25m„. Полная высота зуба h = ha + hf = 2,25тп. Таким образом, диаметры вершин и впадин определяются по урав­нениям da - d + 2ha = d + 2mn\ df = d- 2hj = d- 2,25m„(размер справочный и на чертеже не проставляется

Зубчатые передачи, классификация, назначения, области применения

Общие сведения.Зубчатая передача - трехзвенный меха­низм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми коле­сами, образующими с неподвижным звеном вращательную или по­ступательную пару.

Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называется шес­терней, с большим - колесом.

Зубчатые передачи предназначены для изменения угловых скоростей, моментов и их направлений. Зубчатые передачи можно классифицировать по следующим признакам:

• по окружной скорости колес (м/с) - весьма тихоходные до 0,5, тихоходные 0,5...3, среднеходные 3...15, быстроходные больше 15;

• по виду зацепления - эвольвентные, круговинтовые системы Новикова, циклоидальные, применяемые в приборах и часах, и др.;

• по типу зубьев - прямые, косые, шевронные и с криволиней­ным зубом;

• по взаимному расположению осей валов - с параллельными осями (цилиндрические прямозубые, косозубые, шевронные), с пересекающимися осями (конические с прямыми и непрямыми зубьями),с перекрещивающимися ося­ми (винтовые и гипоидные);

• по твердости рабочих поверхностей зубьев - с твердостью до 350 НВ и свыше 350 НВ; ,

• по степени защищенности - открытые, полузакрытые и за­крытые (коробки передач, редукторы);

• по точности - 12 степеней (для коробок передач и редукто­ров преимущественно 7-я, 8-я и 9-я степени точности, иногда 6-я' степень).

При необходимости одностороннего вращения колес применя­ется внутреннее зацепление, для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот использу­ется реечная передача.

Основные преимущества зубчатых передач: высокая нагрузочная способность и, как следствие, малые габариты; большая долговечность и надежность работы(например, для редукторов общего применения установлен ресурс~30000ч.)высокий кпд (до 0,97…0,98 в одной ступени); постоянство передаточного отношения(отсутствие проскальзывания); возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений. Среди недостатков можно отметить повышенные требования к точности изготовления, шум при больших скоростях, высокую жесткость, не позволяющую компенсировать динамические нагрузки. Отмеченные недостатки не снижают существенного преимущества зубчатых передач перед другими. Вследствие этого зубчатые передачи наиболее широко распространены во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Из всех перечисленных выше разновидностей зубчатых передач наиболее широкое распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Конические, винтовые и червячные передачи применяются лишь в тех случаях, когда это необходимо по условиям компоновки машины.

Тоность зубчатых передач.

Качество передачи связано с ошибками изготовления зубчатых колес и деталей (корпусов, подшипников и валов), определяющих их взаимное расположение. Деформация деталей под нагрузкой также влияет на качество передачи. Основными ошибками изготовления зубчатых колес являются ошибка шага и формы профиля зубьев и ошибки в направлении зубьев относительно образующей делительного цилиндра. Ошибки шага и профиля нарушают кинематическую точность и плавность работы передачи. В передаче сохраняется постоянным только среднее значение передаточного отношения i. Мгновенные значения i в процессе вращения периодически изменяются. Колебания передаточного отношения особенно нежелательны в кинематических цепях, выполняющих следящие, делительные и измерительные функции (станки и приборы и др.) В силовых быстроходных передачах с ошибками шага и профиля связаны дополнительные динамические нагрузки, удары и шум в зацеплении. Ошибки в направлении зубьев в сочетании с перекосом валов вызывают неравномерное распределение нагрузки по длине зуба. Показатели точности зубчатых колес и передач регламентированы ГОСТ 1643-81 (Передачи зубчатые цилиндрические) и ГОСТ 1758-81 (Передачи зубчатые конические и гипоидные). Этими стан­дартами установлено 12 степеней точности (от 1-й до 12-й). До­пуски и предельные отклонения не стандартизованы для 1-й, 2-й и 1, 2, и 3-й степеней точности соответственно цилиндрических и конических передач. Каждая степень точности характеризуется тремя показателями: 1) нормой кинематической точности, регламентирующей наибольшую погрешность передаточного отношения или полную погрешность угла поворота зубчатого колеса в пределах одного оборота (в зацеплении с эталонным колесом); 2) нормой плавности работы, регламентирующей многократно повторяющиеся циклические ошибки передаточного отношения или угла поворота в пределах одного поворота; 3) нормой контакта зубьев, регламентирующей ошибки изготовления зубьев и сборки передачи, влияющие на размеры пятна контакта в зацеплении (распределения нагрузки по длине зубьев).Наиболее распространены 6-я...9-я степени точности. Степень точности можно выбрать, руководствуясь данными табл. 10.4 для зубчатых передач. Степени точности характеризуются кинематической точностью, плавностью работы передачи, пятном контакта зубьев. Независи­мо от степеней точности стандартизованы виды сопряжений колес Н(нулевой зазор), Е (малый зазор), D и С(уменьшенный зазор), В(нормальный), А(увеличенный)(во избежание заклинивания зубьев в зацеплении должен быть боковой зазор) и 8 видов допуска на боковой зазор, обозначаемых в порядке возрастания h, d, с, b, a, z, у, х.