Зубчатая передача устройство и принцип работы

Подавляющее большинство механических передач имеет в своей основе зубчатые зацепления. Другими словами, в зубчатой передаче усилие передается благодаря зацеплению пары зубчатых колес (зубчатой пары). Зубчатые передачи активно используются, позволяя изменять скорость вращения, направление, моменты.

Основной задачей является преобразования вращательного движения, а также изменение расположения элементов трансмиссии и ряд других функций, которые необходимы для работы узлов, агрегатов и механизмов. Далее мы рассмотрим типы зубчатых передач, их особенности, а также достоинства зубчатых передач и их недостатки.

Читайте в этой статье

Виды зубчатых передач

Как уже было сказано, зубчатые зацепления (передачи зацеплением) позволяют эффективно реализовать передачу вращательного движения, которое поступает от двигателя.

Параллельно осуществляется преобразование движения, изменяется частота вращения, величина крутящего момента, направление осей вращения и т.д. Чтобы выполнять такие задачи, существуют разные виды передач. Прежде всего, их принято классифицировать согласно особенностям расположения осей вращения.

Цилиндрическая передача. Такая передача состоит из пары, которая обычно имеет разное количество зубьев, а оси зубчатых колес цилиндрической передачи являются параллельными. Также отношение чисел зубьев принято называть передаточным отношением. Меньшее по размеру зубчатое колесо называется шестерней, тогда как большое называют зубчатым колесом.

Зубчатые передачи могут иметь наружное или внутреннее зацепление. Если с наружным все понятно (в данном случае схема зубчатой передачи предполагает, что зубья расположены сверху), то при внутреннем зацеплении зубья большего колеса располагаются на внутренней поверхности. Также вращение возможно только в одном направлении.

Рассмотрев выше основные виды зацеплений (зубчатых передач), следует добавить, что при этом указанные типы могут использоваться в разных сочетаниях с учетом особенностей тех или иных кинематических схем.

• Еще зубчатые передачи могут отличаться по форме зубьев, профилю и типу. С учетом отличий принято выделять следующие зацепления: эвольвентные, круговые и циклоидальные. При этом чаще всего используются именно эвольвентные зацепления, так как технологически данное решение превосходит другие аналоги.

Прежде всего, такие зубья нарезаются при помощи простого реечного инструмента. Указанное зацепление имеет постоянное передаточное отношение, которое никак не зависит от степени смещения межцентрового расстояния. Недостатком зацепления является только то, что во время передачи большой мощности сказывается небольшое пятно контакта в двух выпуклых поверхностях зубьев. Результат — разрушение поверхности и другие дефекты материала.

Еще добавим, что круговое зацепление отличается тем, что выпуклые зубья шестерни сцеплены с вогнутыми колесами. Это позволяет значительно увеличить пятно контакта, однако также сильно возрастает сила трения в указанных парах.

• Также можно отдельно выделить сами виды зубчатых колес: прямозубые, косозубые, шевронные и криволинейные. Прямозубые являются наиболее распространенными типами пар, они просты в разработке, дешевы в изготовлении и надежны в рамках эксплуатации. Линия контакта в данном случае параллельна оси вала. Такие колеса отличаются дешевизной производства, однако способны передать сравнительно небольшой максимальный крутящий момент по сравнению с косозубыми и шевронными зубчатыми колесами.

Косозубые колеса оптимально применять в том случае, если частота вращения очень высокая. Данное решение позволяет добиться плавности и снижения шума. Минусом принято считать большую нагрузку на подшипники, так как возникают осевые усилия.

Криволинейные колеса обычно используют в том случае, когда необходимы максимальные передаточные отношения. Такие колеса создают меньше шума при работе, а также более эффективно работают на изгиб.

Из чего изготавливаются зубчатые колеса и шестерни

Как правило, в основе зубчатого колеса лежит сталь. При этом шестерня должна иметь большую прочность, так как сами колеса могут иметь разные характеристики по прочности.

По этой причине шестерни изготавливаются из разных материалов, а также такие изделия проходят дополнительную термическую обработку и/или комплексную химическую и температурную обработку.

Например, шестерни, которые выполнены из легированной стали, также проходят процесс упрочнения поверхности, в рамках которого может быть использован метод, позволяющий добиться желаемых характеристик (азотирование, цементация или цианирование). Если для изготовления шестерни используется углеродистая сталь, такой материал проходит поверхностную закалку.

Сами зубчатые колеса выполняются из заготовки, полученной методом литья или штамповки. Затем применяется метод нарезки зубьев. Нарезка осуществляется путем использования методов копирования, обкатки. Метод обкатки дает возможность изготовить зубья разной конфигурации при помощи одного инструмента (долбяк, червячные фрезы, рейка).

Чтобы осуществить нарезку методом копирования, требуются пальцевые фрезы. После нарезки выполняется термическая обработка. Если же нужно зацепление высокой точности, после такой термообработки дополнительно выполняется шлифовка и обкатка.

Достоинства и недостатки зубчатых передач

Прежде всего, среди достоинств зубчатой передачи можно выделить:

• высокую надежность с учетом расширенного диапазона нагрузок и скоростей;
• компактность, большой ресурс и высокий КПД;
• относительно небольшие нагрузки на валы и подшипники;
• постоянное передаточное число (отношение);
• простота изготовления и обслуживания;

Также выделяют и недостатки зубчатой передачи:

• повышенные требования к качеству изготовления и точности установки;
• при высокой скорости вращения возникает шум по причине возможных неточностей при изготовлении шага и профиля зубьев;
• повышенная жесткость не позволяет эффективно компенсировать динамические нагрузки, в результате чего возникает разрушение и пробуксовки, появляются дефекты;

Также проверяется само зацепление и его качество (часто используется краска, которая наносится на зубья). Нанесение краски позволяет изучить величину пятна контакта, а также расположение относительно высоты зуба. Для регулировки зацепления применяются прокладки, которые ставятся в подшипниковые узлы.

Подведем итоги

Как видно, зубчатая передача является достаточно распространенным решением, которое используется в различных узлах, агрегатах и механизмах. С учетом того, что существует несколько типов таких передач, перед использованием одного или другого вида, в рамках проектирования конструкторы учитывают кинематические и силовые характеристики работы разных механизмов и агрегатов.

При этом основными условиями, которые определяют срок службы зубчатой передачи и ее ресурс, принято считать общую износостойкость поверхностей зубьев, а также прочность зубьев на изгиб. Чтобы получить нужные характеристики, в рамках проектирования производства зубчатых механизмов указанным особенностям уделяется отдельное повышенное внимание.

Гипоидная передача в устройстве трансмиссии автомобиля: что такое гипоидная передача, в чем ее особенности и отличия, а также преимущества и недостатки.

Дифференциал коробки передач: что это такое, устройство дифференциала, виды дифференциалов. Как работает дифференциал КПП в трансмиссии автомобиля.

Главная передача в устройстве трансмиссии автомобиля: принцип работы, особенности конструкции. Виды главных передач по типу зубчатого соединения.

Понижающая (пониженная) передача: назначение передачи, особенности работы. Как пользоваться понижающей передачей и когда включать пониженную передачу.

Карданная передача: что это такое, устройство, особенности, принцип работы. Виды карданных передач в устройстве автомобильной трансмиссии.

Устройство полного привода, виды и типы полного привода, схема устройства привода на полноприводных авто. Полноприводные коробки, особенности.

• По форме профиля зубьев:

• эвольвентные;
• круговые (передача Новикова);
• циклоидальные.

По типу зубьев:

прямозубые;

косозубые;

шевронные;

криволинейные;

магнитные.

По взаимному расположению осей валов:

с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями);

с пересекающимися осями — конические передачи;

с перекрещивающимися осями.

По форме начальных поверхностей:

цилиндрические;

конические;

глобоидные;

По окружной скорости колёс:

тихоходные;

среднескоростные;

быстроходные.

По степени защищенности:

открытые;

закрытые.

По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

внутреннее зацепление (вращениие колёс в одном направлении);

внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

Реечная передача — один из видов цилиндрической зубчатой передачи, радиус делительной окружности рейки равен бесконечности. применяется для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. См. также кремальера.

Винтовые, червячные и гипоидные передачи относятся к зубчато-винтовым передачам. Элементы этих передач скользят относительно друг друга.

Основные параметры

• Цилиндрические зубчатые передачи:

Число зубьев шестерни —

Число зубьев колеса —

Модуль —

Угол наклона линии зуба — ( — для прямозубых колёс, — для косозубых колёс, — для шевронных колёс)

Передаточное отношение —

• Реечные зубчатые передачи:

Число зубьев колеса —

Модуль —

Угол наклона линии зуба, рейки — ( — для прямозубых колёс, — для косозубых колёс, — для шевронных колёс)

• Конические зубчатые передачи

Число зубьев шестерни —

Число зубьев колеса —

Внешний окружной модуль —

Передаточное число —

Модуль —

Коэффициент диаметра червяка —

Число витков червяка —

Вид червяка — (архимедов, эвольвентный, конволютный и цилиндрический)

Передаточное отношение —

См. также

• Механическая передача
• Зубчатое колесо
• Планетарная передача
• Передача Симпсона
• Кремальера
• Механический редуктор
• Мотор-редуктор
• Магнитная зубчатая передача

Примечания

Литература

• Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. — М .: Машиностроение, 1982. — С. 416.
• Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М .: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5
• Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению. — М .: Машиностроение, 1989. — С. 438-480. — 864 с. — ISBN 5-217-00403-7
• Кравченко А. И., Бовда А. М. Зубчатая передача с магнитной связью. Патент Украины № 56700. Бюл. № 2, 2011. — F16H49/00.
• Ивашов Е.И., Кузнецов П.С., Степанчиков С.В. Зубчатая передача с магнитным взаимодействием зубьев. — 2011. — (Патент России № 107309).
• Ганзбург Л.Ф., Федотов А.В. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов: Справочник – Л.: Машиностроение, 1980. – 364 с.

Ссылки

. приближённо

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Зубчатая передача" в других словарях:

Зубчатая передача — Зубчатая передача. Зубчатые колеса: а прямозубые; б косозубые; в шевронные; г конические. ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, механизм для передачи вращательного движения между валами и изменения частоты вращения. Зубчатые передачи могут быть встроены в машину,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА — передача с использованием зубчатого зацепления. Один из старейших способов передачи вращения между валами, широко применяемый и в настоящее время, особенно в тех случаях, когда требуются постоянные отношения частот вращения. Зубчатые колеса… … Энциклопедия Кольера

зубчатая передача — передача Трехзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или поступательную пару. [ГОСТ 16530 83] Тематики передачи зубчатые Обобщающие термины понятия, относящиеся к… … Справочник технического переводчика

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА — трехзвенный механизм, в котором 2 подвижных звена являются зубчатыми колесами (или колесом и рейкой, червяком), образующими с неподвижным звеном (корпусом, стойкой) вращательную или поступательную пару. Различают зубчатые передачи цилиндрические … Большой Энциклопедический словарь

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА — трёхзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колёсами (или колесом и рейкой, червяком), образующими с неподвижным звеном (корпусом, стойкой) вращательную или поступательную пару. Различают З. п. цилиндрические,… … Большая политехническая энциклопедия

Зубчатая передача — механизм, состоящий из колёс с зубьями, которые сцепляются между собой и передают вращательное движение, обычно преобразуя угловые скорости и крутящие моменты. З. п, разделяют по взаимному расположению осей на передачи (рис. 1):… … Большая советская энциклопедия

зубчатая передача — механизм для передачи вращательного движения между валами и изменения частоты вращения, состоящий из зубчатых колёс (либо из зубчатого колеса и рейки) или из червяка и червячного колеса. Звенья простейшей одноступенчатой зубчатой передачи стойка … Энциклопедический словарь

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА — механизм для передачи вращат. движения между валами и изменения частоты вращения, состоящий из зубчатых колёс (либо из зубчатого колеса и рейки) или из червяка и червячного колеса. Простейшая одноступенчатая 3. п. состоит из стойки, ведущего и… … Большой энциклопедический политехнический словарь

зубчатая передача — krumpliaratinė perdava statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. gear train; gear transmission; gearing vok. Zahnradübersetzung, f; Zahnradgetriebe, n; Zahnradtrieb, m rus. зубчатая передача, f pranc. commande par engrenages, f ryšiai:… … Automatikos terminų žodynas

зубчатая передача — шестерня. шестеренка. зубчатка. зубчатое зацепление. зубчатая пара. червяк. червячная передача. гипоидная передача. глобоидная передача. планетарная передача. косозубый (# шестерня). шевронный (# колесо). зуборезный (# станок). зубодолбежный.… … Идеографический словарь русского языка

Зýбчатая переда́ча — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.

· передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси.

· преобразование вращательного движения в поступательное, и наоборот.

При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом. Пара зубчатых колёс, имеющих одинаковое число зубьев, — в этом случае ведущее зубчатое колесо называется шестернёй, а ведомое — колесом.

Обычно число зубьев на сопряжённых зубчатых колёсах стремятся делать взаимно простым, что обеспечивает бо́льшую равномерность износа: в этом случае каждый зуб одного колеса будет по очереди работать со всеми зубьями другого колеса.

Гипоидная зубчатая передача

· По форме профиля зубьев:

· круговые (передача Новикова);

· По взаимному расположению осей валов:

· с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями);

· с пересекающимися осями — конические передачи;

· с перекрещивающимися осями.

· По форме начальных поверхностей:

· По окружной скорости колёс:

· По степени защищенности:

· По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

· внутреннее зацепление (вращение колёс в одном направлении);

· внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

Реечная передача — один из видов цилиндрической зубчатой передачи, радиус делительной окружности рейки равен бесконечности. Применяется для преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот. См. также: кремальера.

Винтовые, червячные и гипоидные передачи относятся к зубчато-винтовым передачам. Элементы этих передач скользят относительно друг друга.

· Цилиндрические зубчатые передачи:

Число зубьев шестерни —

Число зубьев колеса —

Модуль —

Угол наклона линии зуба — ( — для прямозубых колёс, — для косозубых колёс, — для шевронных колёс)

Передаточное отношение —

· Реечные зубчатые передачи:

Число зубьев колеса —

Модуль —

Угол наклона линии зуба, рейки — ( — для прямозубых колёс, — для косозубых колёс, — для шевронных колёс)

· Конические зубчатые передачи

Число зубьев шестерни —

Число зубьев колеса —

Внешний окружной модуль —

Передаточное число —

Модуль —

Коэффициент диаметра червяка —

Число витков червяка —

Вид червяка — (архимедов, эвольвентный, конволютный и цилиндрический)

Передаточное отношение —

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8814 — | 7171 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно