Зубчатая передача (Раздаточные материалы)

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА откуда Табл и иа 7.1 0,055 0,070 0,090 0,110 0,140 О, 180 0,220 0,280 0,350 0,450 0,550 0,700 0,900 1,125 1,375 1,750 2,250 2,750 0,05 0,06 0,03 0,10 0,12 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,50 3 4 5 6 8 10 12 16 20 3,5 5,5 7,0 9,0 11,0 14,0 18,0 22,0 25 32 40 50 60 80 100 28 36 45 55 70 90 Рис. 7.1 $1. ЗЛЕМЕНТЪ| КИНЕМАТИКИ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ На рис.

7.1, б показано зацепление пары колес цилиндрической зубчатой передачи в сечении, перпендикулярном к осям (точки О, и 02) колес. Передача называется цилиндрической, потому что при правильной работе зубчатых колес можно представить цилиндры, называемые н а ч а л ь н ы м и ц ил и н д р а м и, которые, находясь на общих осях с колесами и вращаясь вместе с ними, перекатываются один по другому без скольжения. Окружности 1, получающиеся в сечении начальных цилиндров плоскостью чертежа, называют н а ч а л ьными окружностями.

Линия О,О,линия центров и расстояние А — межосевое расстояние. Боковые криволинейные поверхности зубьев обеспечивают постоянное передаточное отношение в процессе зацепления. Кривая, по которой очерчена боковая поверхность зубьев, называется профилем зуба. Для того чтобы при вращении колес зубья ведущего колеса попадали всегда в промежутки между зубьями ведомого, необходимо, чтобы расстояние ! между серединами смежных зубьев (рис.

7.1, а) или между обращенными в одну сторону профилями Модули т, мм, по ГОСТ 9563 — 60 (рис. 7.2) П р и м е ч а я и я. ). Допусиается применение модулей 5,25; 3,75 и 4,25 мм для автомобильиоб промышленности н модуля б.5 мм — длн тракторной промышленности. 2. Нзстояшил стандарт распространяется на модули забчатых полее цилиндра. ческнх, ионических н червячных с Пнлиндрнческнм червяком. 3. для цилиндрических колес с косым зубом (угол наклона зуба а 8 — 25') н с шеврониым (Р = 25 — 48') зубом модуль авределяют по нормальному шагу (ряс.

7.2). В исключительных абоснованвых случа;ш допускаетсв определение модуля по горновому шагу (. 4. Длн коннческак зубчатых колес надумь определяют но большому диаметру. 5. Для черничных колес с цнлвндрнчесяим червякои модуль определвется в асевем сечении червяка (в торцовом для колеса). б. Прв назначении величав модулей первшл рвд следует предпочитать второму. смежных зубьев (рис.

7.1, б), измеренное по начальной окружности и называемое шагом зацепления, у одного из колес было равно такому же расстоянию у другого. Угол 2 (рис. 7.1, б), соответствующий шагу г, называется у г л о в ы м ш а г о м. При указанных на чертеже обозначениях и(( = гг, Это равенство показывает, что диаметр начальной окружности (( выражается соизмеримым числом (число зубьев г— целое) не с шагом 1, а с отношением — = и, называемым модулем зацепления.

Модуль л) является основным параметром, через который выражают основные размеры зубчатых передач; он определяет также выбор инструмента для изготовления и измерения зубчатых колес. Значения модуля стандартизованы по ГОСТ 9563 † (табл. 7.1) Межосевое расстояние 0,0, (рис. 7.1, б) может при установке колес немного измениться так, что колеса будут работать при разных диаметрах 1 аяп)л начальных окружностей и пото- Рис.

7.2 му при разных модулях (отношениях — у!. Произведение стандартного модуля т яа число зубьев гназывают диаметром делительной окр у ж н о с т и (диаметром колеса). Делительная окружность может совпадать с начальной окружностью, но может и отличаться от нее. Она делит зуб на две части: часть зуба, лежащая вне делительной окружности, называется г о л о в к о й з у б а ))', часть зуба ))", лежащая внутри делительной окружности, называется н о ж к о й з у б а (при несовпадении начальной окружности с делительной зуб, в соответствии с ОСТ ВКС 8089, делится на головку и ножку не делительной, а начальной окружностью). 0 рис. т.з и несть рьгн9ньь 4' 1 Ннении Рис.

7Я ' Нормальные высоты ножки и головки равны соответственно модулю (Л' = т) и 1,25 модуля (Л' = 1,25т). Толщину зуба 3 и ширину впадины 4, измеряемые по дели- тельной окружности, принимают равными половине шага. Окружность 5, описываемую вокруг центра колеса и ограничивающую вершину зубьев, называют о к р у ж н о с т ь ю в ы с т у п о в. Окружность 6, описываемую вокруг центра колеса и ограничивающую впадины со стороны тела колеса, называют окружностью впадин. На рис.

7.1, б изображены зубья с наиболее широко распространенными эвольвснтиымп профилями (эвольвентой называется кривая, описываемая точкой прямой линии, перекатываемой по окружности без скольжения). Для построения эвольвенты (рис. 7.3) проводят прямую п — л, касательную к дуге окружности А — А в точке О. Делят прямую и — и на ряд равных отрезков 0' — !', !' — 2' и т. д.

На дуге окружности А — А откладывают дуги 0 — 1, ! — 2 н т. д., равные соответственно отрезкам 0' — !', 1' — 2' и т. д. прямой и — и. Вточках 1, 2, 3, ...надугеА — А проводяткасательные. Откладывая по касательным из точек касания отрезки ! — О' = =- !'-(7; 2-О = г'-О; г-О' = 3 -О' и т. д., получают точки эвольвенты. Перекатывая прямую в обратном направлении, получают эвольвенту !О' — 10'. Прямую, точка которой описывает эвольвенту и которая является нормалью к эвольвенте в точке ее пересечения с эвольвентой, называют п р о и з в о д я щ е й п р я м о й, а окружность, по которой прямая перекатывается без скольжения,— основной окружностью. На рнс. 7.1, б эвольвентные профили зубьев получены следующим образом.

Через точку 8 касания начальных окружностей под углом зацепления 9 к перпендикуляру к линии центров 0,0, проведена прямая !О. Из центров начальных окружностей опущены перпендикуляры !! на прямую !О. Перпендикуляры !! — радиусы основных окружностей !2. Линия !Π— касательная к обеим основным окружностям. Перекатывая линию !О по нижней основной окружности 12, получаем правый профиль зуба нижнего колеса, по верхней основной окружности — левый профиль зуба верхнего колеса. На рис.

7.4 построение левого эвольвентного профиля зуба выполнено по точкам (направление вращения колес обратно указанному на рис. 7.1, б). Для этого по заданным модулю т = 20 мм, числу зубьев г = !7 и углу зацепления а = 20* проведень, окружности: делительная (и, = 0,5тг =- 0,5.20 17 = 170 мл), основная (гь =- нд соз 20 = 170.0,94 =- 160 мл), впадин (г; =- г,— — 1,25т = 170 — 1,25-20 — 145 лм) и выступов (и, = гд + + т = 170 + 20 = 190 мм). Далее из произвольной точки 0 проведена касательная а, — 0 — 5' к основной окружности. При перекатывании касательной по основной окружности без скольжения точка а, опишет эвольвенту, являющуюся профилем зуба.

Так как эвольвента располагается вне основной окружности, то профиль на участке между основной окружностью и окружностью впадин очерчивается по радиусу. На рис. 7,5 построен профиль зуба с тем же модулем, но при большем числе зубьев. Участок профиля, очерченный по 4еннщеaь радпусн, уже отсутствует, так рнрр „е~"з" как теперь основная окружность оказалась расположенной Онрннснес нь йесрн внутри окружности впадин, например, прн том же модуле йн,лнрн р рдлн сэь — 394 ям меньше г; =.

395 мл. Рис. т.в Общую касательную !О к основным окружностям (рис. 7.1, б) называют л и и и е й з а ц е и л е н и я. Называют ее так потому, что точка касания обоих профилей может находится только на этой линии, являющейся общей нормалью к обоим профилям в точке их соприкосновения (10). Точку 8 касания начальных окружностей называют п о л ю с о м з а ц е п л е н и я, угоя 9 — у глом зацепления. Из рис. 7.1, б видно, что общая нормаль !О в точке касания профилей проходит через полюс зацепления 8.

Зто основное требование, которому должно удовлетворять правильно построенное зацепление (правило Виллиса). В соответствии с этим правилом прн ведущем нижнем колесе в зацеплении находятся вторые н третьи пары зубьев колес слева; при ведущем верхнем колесе линию !О на рис. 7.1, б надо повернуть по часовой стрелке на двойной угол зацепления (40', о величине угла зацепления см.

ниже) от показанного положения и в зацеплении окажутся второй слева зуб верхнего колеса с третьим зубом нижнего колеса. Необходимую величину модуля зацепления получают расчетом зубьев на прочность и износ. Часто при определенном модуле желательно (а в некоторых случаях необходимо) принять для колес наименьшее возможное число зубьев для получения малых габаритных размеров и стоимости передачи. Но по мере чменьшепия числа зубьев становится все труднее осуществить необходимое для правильной работы колес условие, состоящее в том, чтобы до выхода из зацепления одной пары зубьев следующая пара уже вошла в зацепление. Зто условие осуществляется, если д у г а з а ц е п л е н и я, т.

е. путь, проходимый любой точкой начальной окружности за время зацепления одной пары зубьев, будет равна шагу зацепления. При проектировании зубчатого зацепления стремятся к тому, чтобы дуга зацепления была больше шага, т. е. чтобы каждая следующая пара зубьев входила в зацепление не в момент выхода из зацепления предыдущей пары, а раньше. Отношение дуги зацепления к шагу зацепления называют к о э фф и ц и е н том п е р ек р ы т и я. Коэффициент перекрытия ~ характеризует плавность зацепления: чем он больше, тем передача при прочих равных условиях работает более плавно.