Типы зубчатых передач

При помощи зубчатых колес вращение может передаваться между параллельными, пересекающимися и скрещивающимися валами. В передачах вращения между параллельными валами зубчатые колеса имеют цилиндрическую форму и снабжаются прямыми, косыми, угловыми, или шевронными, зубьями. Прямозубые зубчатые колеса имеют наиболее широкое распространение. Косозубые колеса (фиг. 95) применяются там, где требуется повышенная плавность работы. Недостаток косозубых колес - наличие осевых усилий, вредно влияющих на работу подшипников. Угловые, или шевронные, колеса (фиг. 96) имеют такое же преимущество, как и косозубые, но не вызывают осевых усилий, которые взаимно уравновешиваются и не передаются на подшипники. Пригодны для передачи больших мощностей с возникающими во время работы толчками. В передачах вращения между пересекающимися валами зубчатые колеса имеют коническую форму. Работу передачи можно сравнить с качением без проскальзывания двух конусов с вершинами в общей точке (фиг. 97). Конические зубчатые колеса могут иметь прямые, косые и криволинейные зубья, последние обеспечивают большую плавность работы передачи. Из криволинейных наиболее часто применяется круговой зуб, так как он без значительных затруднений может быть нарезан и отшлифован. Расчет передаточного числа для конических колес ведется по тем же формулам, что и для цилиндрических. Обычно передаточное число конических колес применяется не более 4:1.

Передачи между скрещивающимися валами выполняются винтовыми колесами, гипоидными колесами, червячной парой, глобоидной червячной парой. Винтовые колеса (фиг. 98) имеют цилиндрическую форму к снабжены зубьями, расположенными по винтовой линии. Касание зубьев происходит в одной точке, зубья сильно скользят друг по другу, поэтому винтовая передача может применяться только для передачи малых усилий. Валы могут скрещиваться под любым углом. Винтовая передача дает большую плавность работы. Для винтовых колес одинакового диаметра передаточное число определяется в зависимости от угла наклона зубьев. В табл. 23 приведены передаточные числа винтовых колес одинакового диаметра.

Таблица 23

Передаточные числа винтовых колес

Конические винтовые колеса на­зываются гипоидными. Они допускают большие передаточные числа (до i = 10) и дают более спокойный и плавный ход.

Червячная передача (фиг.99) состоит из цилиндрического винта (червяка) и сопряженного с ним зубчатого (червячного) колеса. Ось червяка располагается перпендикулярно к оси колеса. Червячная передача дает возможность получать уменьшение числа оборотов от ведущего вала к ведомому во много раз большее, чем при одной паре зубчатых колес.

В червячной паре можно получить передаточное число до i = 300. Наиболее целесообразно применять червячные пары с передаточным числом от 10 до 60. Число заходов червяка может быть от 1 до 6, а число зубьев колеса целесообразно делать не менее 26-28. Передаточное число вычисляется как отношение числа зубьев червячного колеса z_чк к числу ходов червяка z_ч

i = z_чк / z_ч

Число оборотов червячного колеса n₂ определяется в зависимости от числа оборотов червяка n₁ и передаточного числа, как

n2 = z_ч * n₁ / z_чк = n₁ / i.

Пример. Определить число оборотов червячного колеса; червяк двухходовой, делает n₁ = 100 об/мин., червячное колесо имеет z_чк = 40.

Передаточное число червячной пары i = 40/2 = 20/1 = 20, число оборотов червячного колеса

n2 = 1000 / 20 = 50 об/мин.

Глобоидная червячная передача (фиг.100) - видоизменение обыкновенной червячной передачи, состоящее в том, что ци­линдрический червяк заменен глобоидным. У глобоидного червяка начальная поверхность представляет собой тело вращения, которое получается при вращении дуги окружности относительно оси червяка. Такой червяк концентрично охватывает колесо, вследствие, чего с резьбой червяка сцепляется большее число зубьев, чем у обычной червячной пары. Это позволяет при одинаковых габаритах передавать значительно большую мощность.

Реечные передачи служат для преобразования вращательного движения колеса в поступательное движение рейки (фиг.101). Реечная передача может выполняться с прямыми, косыми, а иногда и с угловыми зубьями. В передаче червяк - зубчатая рейка (фиг.102) рейка получена разверткой винтового колеса. Такие пере­дачи отличаются повышенной плавностью хода и могут обеспечить малое перемещение рейки за один оборот червяка. Если рейку сделать неподвижной, то поступательно двигаться будет зубчатое колесо вместе с деталями, с которыми оно связано. Например, в токарных станках реечная передача используется для передвижения суппорта вдоль станины