Назначение и виды зубчатых передач. Каталог продукции - шкивы, звездочки, шестерни, зубчатые рейки - шестерни, зубчатые рейки

Компания Gudel производит достаточно широкий ряд зубчатых реек и шестерней модульного и метрического типа. Варианты исполнения - закаленная сталь, нержавеющая сталь, спецсплавы, композитные материалы, полиамид (для скоростных перемещений небольших масс). Стандартные компоненты зубчатых передач изготавливаются методом холодной формовки с последующей доводкой - шлифовкой и полировкой. В процессе изготовления металлические детали передач могут подвергаться специальной термической или химико-термической обработке. Класс точности зубчатых передач Gudel - от 6 до 12.

Основные характеристики компонентов передачи зубчатая рейка-шестерня представлены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики зубчатых реек Gudel

* Для реек модульной системы классификации приведены округленные значения длин

Для перечисленных зубчатых реек предлагаются шестерни для жесткой посадки на вал и шестерни с полым валом.

Шестерни с полым валом серий 154, 254, 142, 141, 146 модульного и метрического типа изготавливаются со шпоночной канавкой. Шестерни зубчатых передач совместимы с червячными редукторами Gudel. Для данного типа передач Gudel предлагает оригинальные системы смазки.

Шестерни из стальных сплавов серий SNB, SN, ST, SNE имеют класс точности 8e25 и классификацию по модульной системе (m=1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0).

Шестерни серий 102 (m=1,0), 104 (m=1,5), 106 (m=2,0), 108 (m=2,5), 110 (m=3,0), 112 (m=4,0), 114 (m=5,0) изготовлены по классу точности 9e25, зуб прямой, закаленный.

Шестерни серии LMV изготавливаются из полиамида и имеют металлическую втулку. Классифицируются по модульной системе (m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0). Имеют класс точности 8e25.

Шестерни серии SH производятся целиком из пластмассы методом литья под давлением. Классифицируются по модульной системе (m=0,5; 0,7; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0), имеют класс точности 12e28.

Шнеки и червячные колеса

Компания Gudel самостоятельно производит шнеки и червячные пары. Для типоразмеров 30 - 75 максимальная скорость вращения шнека n1=6000 об/мин, для типоразмеров от 75 и выше n1=4500 об/мин.

Характеристики изделий приведены в таблице 2.

Таблица 2. Технические характеристики червячных пар

* Указанные в таблице 4 передаточные числа возможны для всех типоразмеров червячных пар

Конические передачи

Для передачи крутящего момента под прямым углом компания Gudel предлагает пары конических шестерней и конические передачи в сборе. Характеристики передач приведены в таблице 3 и 4.

Таблица 3. Характеристики пар конических шестерней

Таблица 4. Характеристики конических передач в сборе

ЗАО «НПО «Механик» изготавливает цилиндрические шестерни с внутренним зацеплением со следующими характеристиками:

Класс точности - до 6 включительно;

Модуль - до 30 включительно;

Диаметр - до 3 500 мм включительно.

Изготавливаем цилиндрические шестерни с внутренним зацеплением в штучном и серийном производстве. Возможно изготовление по образцам и эскизам заказчика. Индивидуальный подход.

Особым типом цилиндрических зубчатых колес являются колеса с внутренним зацеплением, при котором зубья одного из колес сажаются с внутренней стороны обода. Внутреннее зацепление применяется для получения большей компактности всей передачи.

При жёстких ограничениях на габариты, в планетарных механизмах, в шестерённых насосах с внутренним зацеплением, в приводе опорно-поворотных устройст, применяют колёса с зубчатым венцом, нарезанным с внутренней стороны. Вращение ведущего и ведомого колеса в передаче с внутренним зацеплением совершается в одну сторону.

В такой передаче меньше потери на трение и, соответственно, выше КПД.

Зубчатые колеса с внутренним венцом имеют ряд преимуществ: минимизация массогабаритных характеристик механизмов; высокие передаточные отношения (например, в планетарных механизмах) при небольших габаритах редуктора; облегчение компоновки механизмов и машин.

Передачи внутреннего зацепления с каждым годом находят все более широкое применение в силу того, что они по сравнению с передачами внешнего зацепления, имеют ряд преимуществ:

• Наличие большой дуги зацепления;
• Большой коэффициента перекрытия;
• Меньший скольжения профилей зубьев, что способствует уменьшению трения, повышению износостойкости, работоспособности и долговечности зубчатых передач.

Отличительной особенностью таких передач является их компактность, что способствует уменьшению массогабаритных характеристик.

Основное применение зубчатые колеса внутреннего зацепления нашли в оборонной промышленности, судостроении, автотракторной промышленности и в промышленности по производству дорожных машин и оборудования.

В настоящее время известно множество способов нарезания зубчатых колес с внутренними зубьями.

Традиционным и наиболее распространенным методом является метод зубодолбления, который обеспечивает высокую точность и универсальность обработки зубчатых колес данного типа. Метод может быть использован практически на всех типах зубодолбежных станков. В качестве инструмента применяются дисковые, чашечные и хвостовые долбяки. Зубодолбление характеризуется наличием рабочих ходов инструмента, во время которых происходит формообразование профиля зуба, и наличием холостых ходов, что обусловливает низкую производительность данного метода и является существенным недостатком.

Помимо этого для обработки зубчатых колес внутреннего зацепления в ряде случаев используется фрезерование дисковыми фрезами по методу единичного деления. Обработка осуществляется на зубофрезерных станках, которые комплектуются специальной головкой, устанавливаемой вместо фрезерного суппорта. Инструмент - дисковая модульная фреза предназначена для нарезания определенного колеса. Производительность и точность (не лучше 10 степени точности по ГОСТ 1643-81) при использовании упомянутой технологии обработки колес даже ниже, чем при традиционном зубодолблении.

Для изготовления крупномодульных зубчатых колес примененяют пальцевый инструмент. Однако этот метод очень ограничен в применении. Для нарезания зубчатых колес с внутренними зубьями применяют также червячные фрезы-улитки, работающих по методу копирования с непрерывным делением. Фреза устанавливается на шпинделе специальной головки. При этом один зуб фрезы является калибрующим. Как и в предыдущих случаях, производительность и точность метода недостаточно высокие.

Изготовление зубчатых колес с внутренним венцом возможно с применением цилиндрических протяжек. Метод протягивания является наиболее производительным и точным. К недостаткам метода следует отнести сложность и высокую стоимость инструмента, необходимость создания специальных станков, развивающих большие усилия, и ограничение диаметра обрабатываемых колес.

Основным недостатком всех вышеперечисленных методов обработки является низкая производительность, а в ряде случаем, исключая зубодолбление и протягивание, низкая точность обработки. Кроме этого все инструменты за исключением долбяков и дисковых фрез являются сложными и дорогими.

Геометрические параметры зубчатых колес внутреннего зацепления мо­гут быть рассчитаны по принципу стандартного внешнего зацепления, обращенного внутрь, с головками и ножками во встречных направлениях. Однако для предот­вращения подрезания зубьев и улучшения формы и работы зубьев рекомендуется увеличить внутренний диаметр охватывающего зубчатого колеса и, соответственно, увеличить наружный диаметр малой шестерни.

Зубчатые колеса внутреннего зацепления обычно нарезают круглым долбяком методом обкатывания. Чтобы избежать интерференции между головкой зуба долбяка и переходной поверхности зуба колеса при врезании и радиальном отводе долбяка, а также срезания уголков на вершине зуба колеса, долбяк должен быть меньше, чем сопряженная с нарезаемым внутренним колесом шестерня.

Наладка станка на нарезание зубчатых колес внутреннего зацепления производится по тем же формулам, что и для колес наружного зацепления. Различие заключается лишь в том, что при нарезании зубчатых колес внутреннего зацепления направления вращения долбяка и заготовки одинаковы, тогда как при нарезании колес наружного зацепления они противоположны.

Зубчатые колеса внутреннего зацепления шевингуют на специальных станках или на шевинговальных станках для колес с внешним зацеплением, имеющих приспособление для внутреннего шевингования. Колеса с шириной зубчатого венца свыше 20 мм обрабатывают методом параллельного шевингования. Цикл работы станка аналогичен циклу шевингования колес с внешним зацеплением. Зубья шевера имеют небольшую бочкообразность, чтобы избежать интерференции с зубьями обрабатываемого колеса.

Зубчатые колеса, имеющие ширину венца менее 20 мм, или со ступицей, ограничивающей возвратно-поступательное движение, обрабатывают врезным шевингованием.

По сравнению с передачами наружного зацепления цилиндрические передачи с внутренним зацеплением имеют во много раз меньшее относительное скольжение рабочих поверхностей зубьев, меньшее удельное давление между рабочими поверхностями зубьев и меньшие размеры при сравнительно большом передаточном отношении и малом межцентровом расстоянии. Однако они не получили большого распространения, поскольку они более сложны в изготовлении и при их применении не обеспечивается достаточная жесткость валов вследствие консольного расположения колеса и шестерни.

По вопросам изготовления цилиндрических шестерен с внутренним зацеплением обращайтесь в отдел продаж по телефону.

При поломке зубчатого колеса или шестерни в редукторе какого-либо механизма или машины возникает необходимость по «старой» детали, а иногда по фрагментам обломков создать чертеж для изготовления нового колеса и/или шестерни. Эта статья будет полезна тем,...

Кому приходится восстанавливать зубчатые передачи при отсутствии рабочих чертежей на вышедшие из строя детали.

Обычно для токаря и фрезеровщика все необходимые размеры можно получить с помощью замеров штангенциркулем. Требующие более пристального внимания, так называемые, сопрягаемые размеры – размеры, определяющие соединение с другими деталями узла - можно уточнить по диаметру вала, на который насаживается колесо и по размеру шпонки или шпоночного паза вала. Сложнее обстоит дело с параметрами для зубофрезеровщика. В этой статье мы будем определять не только модуль зубчатого колеса, я попытаюсь изложить общий порядок определения всех основных параметров зубчатых венцов по результатам замеров изношенных образцов шестерни и колеса.

«Вооружаемся» штангенциркулем, угломером или хотя бы транспортиром, линейкой и программой MS Excel, которая поможет быстро выполнять рутинные и порой непростые расчеты, и начинаем работу.

Как обычно раскрывать тему я буду на примерах, в качестве которых рассмотрим сначала цилиндрическую прямозубую передачу с наружным зацеплением, а затем косозубую .

Расчетам зубчатых передач на этом сайте посвящено несколько статей: « », « », « ». В них приведены рисунки с обозначениями параметров, используемых в данной статье. Эта статья продолжает тему и призвана раскрыть алгоритм действий при ремонтно-восстановительных работах, то есть работах, обратных проектировочным.

Расчеты можно выполнить в программе MS Excel или в программе OOo Calc из пакета Open Office.

О правилах форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, можно прочитать на странице « ».

Расчет параметров колеса и шестерни прямозубой передачи.

Изначально полагаем, что зубчатое колесо и шестерня имеют эвольвентные профили зубьев и изготавливались с параметрами исходного контура по ГОСТ 13755-81. Этот ГОСТ регламентирует три главных (для нашей задачи) параметра исходного контура для модулей больше 1 мм. (Для модулей меньше 1 мм исходный контур задается в ГОСТ 9587-81; модули меньше 1 мм рекомендуется применять только в кинематических, то есть не силовых передачах.)

Для правильного расчета параметров зубчатой передачи необходимы замеры и шестерни и колеса!

Исходные данные и замеры:

Начинаем заполнение таблицы в Excel с параметров исходного контура.

1. Угол профиля исходного контура α в градусах записываем

в ячейку D3: 20

2. Коэффициент высоты головки зуба h a * вводим

в ячейку D4: 1

3. Коэффициент радиального зазора передачи c * заносим

в ячейку D5: 0,25

В СССР и в России 90% зубчатых передач в общем машиностроении изготавливались именно с такими параметрами, что позволяло применять унифицированный зубонарезной инструмент. Конечно, изготавливались передачи с зацеплением Новикова и в автомобилестроении применялись специальные исходные контуры, но все же большинство передач проектировалось и изготавливалось именно с контуром по ГОСТ13755-81.

4. Тип зубьев колеса (тип зацепления) T записываем

в ячейку D6: 1

T =1 – при наружных зубьях у колеса

T =-1 – при внутренних зубьях у колеса (передача с внутренним зацеплением)

5. Межосевое расстояние передачи a w в мм измеряем по корпусу редуктора и заносим значение

в ячейку D7: 80,0

Ряд межосевых расстояний зубчатых передач стандартизован. Можно сравнить измеренное значение со значениями из ряда, который приведен в примечании к ячейке C7. Совпадение не обязательно, но высоковероятно.

6-9. Параметры шестерни: число зубьев z 1 , d a 1 и d f 1 в мм,уголнаклона зубьев на поверхности вершин β a 1 в градусах подсчитываем и измеряем штангенциркулем и угломером на исходном образце и записываем соответственно

в ячейку D8: 16

в ячейку D9: 37,6

в ячейку D10: 28,7

в ячейку D11: 0,0

10-13. Параметры колеса: число зубьев z 2 , диаметры вершин и впадин зубьев d a 2 и d f 2 в мм,уголнаклона зубьев на цилиндре вершин β a 2 в градусах определяем аналогично — по исходному образцу колеса — и записываем соответственно

в ячейку D12: 63

в ячейку D13: 130,3

в ячейку D14: 121,4

в ячейку D11: 0,0

Обращаю внимание: углы наклона зубьев β a 1 и β a 2 – это углы, измеренные на цилиндрических поверхностях вершин зубьев!!!

Измеряем диаметры, по возможности, максимально точно! Для колес с четным числом зубьев сделать это проще, если вершины не замяты. Для колес с нечетным числом зубьев при замере помним, что размеры, которые показывает штангенциркуль несколько меньше реальных диаметров выступов!!! Делаем несколько замеров и наиболее с нашей точки зрения достоверные значения записываем в таблицу.

Результаты расчетов:

14. Предварительные значения м одуля зацепления определяем по результатам замеров шестерни m 1 и зубчатого колеса m 2 в мм соответственно

в ячейке D17: =D9/(D8/COS (D20/180*ПИ())+2*D4) =2,089

m 1 = d a1 /(z 1 /cos (β 1 )+2* (h a * ))

и в ячейке D18: =D13/(D12/COS (D21/180*ПИ())+2*D4) =2,005

m 2 = d a2 /(z 2 /cos (β 2 )+2* (h a * ))

Модуль зубчатого колеса играет роль универсального масштабного коэффициента, определяющего как габариты зубьев, так и общие габариты колеса и шестерни.

Сравниваем полученные значения со значениями из стандартного ряда модулей, фрагмент которого приведен в примечании к ячейке C19.

Полученные расчетные значения, как правило, очень близки к одному из значений стандартного ряда. Делаем предположение, что искомый модуль зубчатого колеса и шестерни m в мм равен одному из этих значений и вписываем его

в ячейку D19: 2,000

15. Предварительные значения угла наклона зубьев определяем по результатам замеров шестерни β 1 и зубчатого колеса β 2 в градусах соответственно

в ячейке D20: =ASIN (D8*D19/D9*TAN (D11/180*ПИ())) =0,0000

β 1 =arcsin (z 1 *m *tg (β a1 ) / d a1 )

и в ячейке D21: =ASIN (D12*D19/D13*TAN (D15/180*ПИ())) =0,0000

β 2 =arcsin (z 2 *m *tg (β a2 ) / d a2 )

Делаем предположение, что искомый угол наклона зубьевβ в градусах равен измеренным и пересчитанным значениям и записываем

в ячейку D22: 0,0000

16. Предварительные значения коэффициента уравнительного смещения вычисляем по результатам замеров шестерни Δy 1 и зубчатого колеса Δy 2 соответственно

в ячейке D23: =2*D4+D5- (D9-D10)/(2*D19) =0,025

Δy 1 =2*(h a * )+(c* ) — (d a1 -d f1 )/(2*m )

и в ячейке D24: =2*D4+D5- (D13-D14)/(2*D19) = 0,025

Δy 2 =2*(h a * )+(c * ) - (d a 2 — d f 2 )/(2* m )

Анализируем полученные расчетные значения, и принятое решение о значении коэффициента уравнительного смещенияΔy записываем

в ячейку D25: 0,025

17,18. Делительные диаметры шестерни d 1 изубчатого колеса d 2 в мм рассчитываем соответственно

в ячейке D26: =D19*D8/COS (D22/180*ПИ()) =32,000

d 1 = m * z 1 / cos (β )

и в ячейке D27: =D19*D12/COS (D22/180*ПИ()) =126,000

d 2 = m * z 2 / cos (β )

19. Делительное межосевое расстояние a в мм вычисляем

в ячейке D28: =(D27+D6*D26)/2 =79,000

a = (d 2 + T * d 1 )/ 2

20. Угол профиля α t в градусах рассчитываем

в ячейке D29: =ATAN (TAN (D3/180*ПИ())/COS (D22/180*ПИ()))/ПИ()*180 =20,0000

α t =arctg (tg (α )/cos (β ))

21. Угол зацепления α tw в градусах вычисляем

в ячейке D30: =ACOS (D28*COS (D29/180*ПИ())/D7)/ПИ()*180 =21,8831

α tw =arccos (a *cos (α t )/a w )

22,23. Коэффициенты смещения шестерни x 1 и колеса x 2 определяем соответственно

в ячейке D31: =(D9-D26)/(2*D19) -D4+D25 =0,425

x 1 =(d a 1 — d 1 )/(2* m ) — (h a * )+ Δy

и в ячейке D32: =(D13-D27)/(2*D19) -D4+D25 =0,100

x 2 =(d a 2 — d 1 )/(2* m ) — (h a * )+ Δy

24,25. Коэффициент суммы (разности) смещений x Σ(d) вычисляем для проверки правильности предыдущих расчетов по двум формулам соответственно

в ячейке D33: =D31+D6*D32 =0,525

x Σ (d) = x 1 + T * x 2

и в ячейке D34: =(D12+D6*D8)*((TAN (D30/180*ПИ()) — (D30/180*ПИ())) — (TAN (D29/180*ПИ()) — (D29/180*ПИ())))/(2*TAN (D3/180*ПИ())) =0,523

x Σ( d ) = (z 2 + T * z 1 )*(inv (α tw ) — inv (α t ))/(2* tg (α ))

Значения, рассчитанные по разным формулам, отличаются очень незначительно! Полагаем, что найденные значения модуля зубчатого колеса и шестерни, а также коэффициентов смещения определены верно!

Расчет параметров колеса и шестерни косозубой передачи.

Переходим к примеру с косозубой передачей и повторяем все действия, которые мы делали в предыдущем разделе.

Измерить угол наклона зубьев с необходимой точностью при помощи угломера или транспортира практически очень сложно. Я обычно прокатывал колесо и шестерню по листу бумаги и затем по отпечаткам транспортиром делительной головки кульмана производил предварительные измерения с точностью в градус или больше... В представленном ниже примере я намерил: β a 1 =19 ° и β a 2 =17,5 °.

Еще раз обращаю внимание, что углы наклона зубьев на цилиндре вершин β a 1 и β a 2 – это не угол β , участвующий во всех основных расчетах передачи!!! Угол β – это угол наклона зубьев на цилиндре делительного диаметра (для передачи без смещения).

Ввиду малости значений рассчитанных коэффициентов смещения уместно предположить, что передача была выполнена без смещения производящих контуров шестерни и зубчатого колеса.

Воспользуемся сервисом Excel «Подбор параметра». Подробно и с картинками об этом сервисе я в свое время написал .

Выбираем в главном меню Excel «Сервис» — «Подбор параметра» и в выпавшем окне заполняем:

Установить в ячейке: $ D $33

Значение: 0

Изменяя значение ячейки: $ D $22

И нажимаем OK.

Получаем результат β =17,1462 °, x Σ( d ) =0, x 1 =0,003≈0, x 2 =-0,003≈0!

Передача, скорее всего, была выполнена без смещения, модуль зубчатого колеса и шестерни, а также угол наклона зубьев мы определили, можно делать чертежи!

Важные замечания.

Смещение исходного контура при нарезке зубьев применяют для восстановления изношенных поверхностей зубьев колеса, уменьшения глубины врезания на валах-шестернях, для увеличения нагрузочной способности зубчатой передачи, для выполнения передачи с заданным межосевым расстоянием не равным делительному расстоянию, для устранения подрезания ножек зубьев шестерни и головок зубьев колеса с внутренними зубьями.

Различают высотную коррекцию (x Σ( d ) = 0 ) и угловую (x Σ( d ) ≠ 0 ).

Смещение производящего контура на практике применяют обычно при изготовлении прямозубых колес и очень редко косозубых. Это обусловлено тем, что по изгибной прочности косой зуб прочнее прямого, а необходимое межосевое расстояние можно обеспечить соответствующим углом наклона зубьев. Если высотную коррекцию изредка применяют для косозубых передач, то угловую практически никогда.

Косозубая передача работает более плавно и бесшумно, чем прямозубая. Как уже было сказано, косые зубья имеют более высокую прочность на изгиб и заданное межосевое расстояние можно обеспечить углом наклона зубьев и не прибегать к смещению производящего контура. Однако в передачах с косыми зубьями появляются дополнительные осевые нагрузки на подшипники валов, а диаметры колес имеют больший размер, чем прямозубые при том же числе зубьев и модуле. Косозубые колеса менее технологичны в изготовлении, особенно колеса с внутренними зубьями.

Подписывайтесь на анонсы статей в окнах, расположенных в конце каждой статьи или вверху каждой страницы.

Не забывайте подтверждать подписку кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку « Спам» )!!!

Уважаемые читатели! Ваш опыт и мнение, «оставленные» ниже в комментариях к статье, будут интересны и полезны коллегам и автору!!!

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Цилиндрические шестерни

Поперечный профиль зуба

Обычно шестерни имеют профиль зубьев с эвольвентной боковой формой. Так как эвольвентное зацепление имеет ряд преимуществ перед остальными: форма этих зубьев соответствует условиям их прочности, зубья легко изготовить и обработать, шестерни не чувствительны к точности установки. Тем не менее, существуют зубчатые передачи с циклоидальной формой профиля зубьев, а так же с шестернями с круговой формой профиля зубьев, например - передача Новикова. Помимо этого, применяется несимметричный профиль зуба, например в храповых механизмах.

Модуль шестерни (m ) – это основной параметр, который определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем сильнее нагрузка на передачу, тем больше значение модуля, единица измерения модуля – миллиметры.

Расчет модуля шестерни:

d - диаметр делительной окружности

z - число зубьев шестерни

p - шаг зубьев

d a - диаметр окружности вершин темной шестерни

d b - диаметр основной окружности - эвольвенты

d f - диаметр окружности впадин темной шестерни

h aP +h fP - высота зуба темной шестерни, x +h aP +h fP - высота зуба светлой шестерни

В машиностроении приняты стандартные значения модуля зубчатого колеса для удобства изготовления и замены зубчатых колёс, представляющие собой числа от 1 до 50.

Высота головки зуба - h aP и высота ножки зуба - h fP в случае, так называемого, «нулевого» зубчатого колеса соотносятся с модулем m следующим образом: h aP = m ; h fP = 1,2 m , то есть:

Отсюда получаем, что высота зуба h = 2,2m

Так же можно практически вычислить модуль шестерни, при этом, не имея всех данных для определения модуля, по следующей формуле:

Продольная линия зуба

Прямозубые шестерни - самый применяемый тип зубчатых колёс. Зубья расположены в радиальных плоскостях, линия контакта зубьев пары зубчатых колес параллельна оси вращения, как и оси обеих зубчатых колес (шестеренок) располагаются строго параллельно.

Косозубые шестерни

Косозубые шестерни – это модернизированная версия прямозубых шестерен. Зубья, в таком случае, расположены под углом к оси вращения. Зацепление зубьев этих шестерен происходит тише и плавнее, чем у прямозубых. Они применяются либо в малошумных механизмах, либо в тех которые требуют передачи большого крутящего момента на больших скоростях. К недостаткам этого типа шестерен можно отнести: увеличенную площадь соприкосновения зубьев, что вызывает значительное трение и нагрев деталей, а вследствие: потеря мощности и дополнительное использование смазочных материалов; так же механическая сила, направленная вдоль оси шестеренки, вынуждает применять упорные подшипники для установки вала.

Шевронные колёса

Шевронные шестерни решают проблему механической осевой силы, которая возникает в случае применения косозубых колес, так как зубья шевронных (елочных) колёс изготавливаются в виде буквы «V» (или же они образовываются стыковкой двух косозубых колёс со встречным расположением зубьев). Осевые механические силы обеих половин шевронной шестерни взаимно компенсируются, поэтому нет нет необходимости использования упорных подшипников для установки валов. Шевронная передача является самоустанавливающейся в осевом направлении, в следствии чего, в редукторах с шевронными колесами один из валов устанавливают на подшипниках с короткими цилиндрическими роликами - плавающих опорах.

Шестерни такого типа имеют зубья, нарезанные с внутренней стороны. При их использовании происходит одностороннее вращение ведущей и ведомой шестерен. В данной зубчатой передаче меньше затрат на трение, а значит выше КПД. Применяются зубчатые колеса с внутренним зацеплением в ограниченных по габаритам механизмах, в планетарных передачах, в шестеренных насосах, в приводе башни танка.

Шестерни имеют форму цилиндра с расположенными на нем зубьями по винтовой линии. Эти шестеренки используются на непересекающихся валах, которые располагаются перпендикулярно друг друга, угол между ними 90°.

Секторные шестерни

Секторная шестерня – это часть (сектор) шестерни любого типа, она позволяет сэкономить в габаритах полноценной шестерни, так как применяется в передачах, где не требуется вращение этого зубчатого колеса (шестеренки) на полный оборот.

Шестерни этого типа имеют линию зубьев в виде окружности радиуса, за счет этого контакт в передаче происходит в одной точке на линии зацепления, которая располагается параллельно осям шестерен. Передачи с круговыми зубьями «Передача Новикова» имеет лучшие ходовые качества, чем косозубые – высокую плавность хода и бесшумность, высокую нагрузочную способность зацепления, но при одинаковых условиях их ресурс работы и КПД ниже, к прочему изготовление этих шестерен значительно сложнее. Поэтому применение таких шестеренок ограниченно.

Конические шестерни имеют различные виды, отличаются они по форме линий зубьев, с прямыми, с криволинейными, с тангенциальными, с круговыми зубьями. Применяются конические зубчатые передачи в машинах для движения механизма, где требуется передать вращение с одного вала на другой, оси которых пересекаются. Например, в автомобильных дифференциалах, для передачи момента от двигателя к колесам.

Зубчатая рейка является частью зубчатого колеса с бесконечным радиусом делительной окружности. Вследствие этого ее окружности представляют собой прямые параллельные линии. Эвольвентный профиль зубчатой рейки тоже имеет прямолинейное очертание. Это свойство эвольвенты является наиболее важным при изготовлении зубчатых колёс. Передачу с применением зубчатой планки (рейки) называют - реечная передача (кремальера), она используется для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Состоит передача из зубчатой рейки и прямозубого зубчатого колеса (шестеренки). Применяется такая передача в зубчатой железной дороге.

Звездочка

Шестерня-звезда - это основная деталь цепной передачи, которая используется совместно с гибким элементом - цепью для передачи механической энергии.

Коронная шестерня – это особый тип шестерен, их зубья находятся на боковой поверхности. Такая шестерня работает, как правило, в паре с прямозубой или с барабаном (цевочное колесо), состоящим из стержней. Такая передача используется в башенных часах.

Назначение и виды зубчатых передач

Зубчатая передача - это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передаёт или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.

Зубчатая пара состоит из шестерни и колеса. В большинстве случаев шестерня является ведущим элементом зубчатой пары, а колесо - ведомым, хотя встречается и обратное соотношение. Обычно шестерня имеет меньший диаметр. Как правило, при рассмотрении одинаковых параметров шестерни и колеса, шестерне присваивают индекс 1, колесу - 2. Например, Z 1 - количество зубьев шестерни, Z 2 - количество зубьев колеса.

Зубчатые колёса различаются по форме зубчатого венца, по взаимному расположению валов, по форме зуба относительно оси колеса, по форме профиля зуба, по различным отклонениям от стандартного профиля (корригирование) и т.д. Каждое сочетание перечисленных геометрических особенностей имеет свои особенности выбора конструкции, материала и изготовления колеса.

Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом (шестерней) и рейкой.

Зубчатые передачи могут отличаться по условиям работы зубчатого зацепления. Они могут быть как открытыми, так и закрытыми. Открытые передачи не защищены от попадания загрязняющих веществ и работают в условиях со скудной смазкой густой консистенции, либо вообще без смазки.

Зубчатое зацепление используется также в планетарных передачах, в которых ось хотя бы одного зубчатого колеса подвижна.

Цилиндрические зубчатые колёса

Как видно из таблицы прямозубыми могут быть как цилиндрические, так и конические колёса.

Хотя максимальные окружные скорости прямозубых колёс могут доходить до 15 м/с, наиболее часто применяются скорости до 5 м/с. Одним из достоинств прямозубой передачи является отсутствие осевых усилий.

Косозубая передача используется обычно в следующих случаях:

1) если нельзя подобрать цилиндрическую прямозубую пару со стандартным модулем при заданных межосевом расстоянии и передаточном отношении;

2) в случае необходимости иметь малое колесо с небольшим числом зубьев при одновременно высоких требованиях к плавности и равномерности передачи;

3) при повышенных окружных скоростях колёс (при средних и высоких скоростях) и требованиях в отношении бесшумности передачи;

4) при больших передаточных отношениях

Косозубые и шевронные зубчатые колёса в зависимости от качества изготовления могут применяться при окружных скоростях до 30 м/с. Косозубые передачи иногда используются при малых окружных скоростях. Это объясняется некоторыми их преимуществами перед прямозубыми: одновременно в зацеплении находится несколько зубьев, передача вращения происходит более плавно, уменьшаются динамические нагрузки, возникающие вследствие неточности изготовления колёс. Кроме того, изготовление косозубых колёс не требует специального оборудования и оснастки. Одним из недостатков косозубых колёс является наличие осевого усилия, что вызывает необходимость усиления подшипниковых узлов и вала. Поэтому при больших осевых усилиях при передачи больших мощностей рационально применение более сложных шевронных передач, в которых осевые усилия скомпенсированы.

Цилиндрические передачи с внутренним зацеплением

По сравнению с передачами наружного зацепления цилиндрические передачи с внутренним зацеплением имеют во много раз меньшее относительное скольжение рабочих поверхностей зубьев, меньшее удельное давление между рабочими поверхностями зубьев и меньшие размеры при сравнительно большом передаточном отношении и малом межцентровом расстоянии. Однако они не получили большого распространения, поскольку они более сложны в изготовлении и при их применении не обеспечивается достаточная жесткость валов вследствие консольного расположения колеса и шестерни.

Корригирование цилиндрических зубчатых колёс

Цилиндрические зубчатые колёса могут быть как со смещением исходного контура, так и без смещения исходного контура. Эвольвентное зубчатое зацепление обладает ценным свойством: допускает успешную работу передачи и при изменении расстояния между центрами. Возможно три положения шестерни по отношению к колесу: нормальное, сближенное и раздвинутое. Таким образом, эвольвентное зацепление допускает использование для образования профиля зубьев различных участков эвольвенты, что даёт возможность осуществлять сдвиги профиля как при неизменном расстоянии между центрами (высотная коррекция), так и при раздвинутых или сближенных центрах (угловая коррекция).

Смещение исходного контура является одним из видов модификации профилей зубьев (корригирования). Преимущества эвольвентного зацепления при использовании корригирования:

Уменьшается минимально допустимое число зубьев (увеличивается модуль при том же диаметре шестерни);

Повышается прочность (особенно изгибная, так как зуб утолщается у основания);

Повышается износостойкость;

Повышается плавность эвольвентных передач.

К недостаткам коррегирования можно отнести уменьшение коэффициента перекрытия.

Конические зубчатые колёса

Прямозубые конические колёса применяют при невысоких окружных скоростях (до 2...3 м/с, допустимо до 8 м/с). При более высоких скоростях целесообразно применять колёса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, меньший шум, большую несущую способность и более технологичные. Прямозубые конические передачи обеспечивают передаточное отношение до 3.

При окружных скоростях, больших 3 м/с, в конических редукторах применяют зубчатые передачи с косыми или криволинейными зубьями, которые благодаря постепенному входу в зацепление и меньшим изменением величины деформации зубьев в процессе зацепления работают с меньшим шумом и меньшими динамическими нагрузками. Кроме того, зубчатые колёса с косыми или криволинейными зубьями лучше работают на изгиб, чем прямозубые. Однако для полного контакта зубьев этих передач требуется прилегание зубьев не только по их ширине, но и по высоте, что повышает требования к изготовлению косозубых передач и колёс с криволинейными зубьями. Благодаря своим преимуществам такие передачи могут применяться при передаточных отношениях до 5 и даже выше.

Рисунок 5 а) с прямыми зубьями, б) с косыми зубьями, в) с криволинейными зубьями, г) коническая гипоидная передача

Рисунок 6 - Основные элементы зубьев конических колёс

Конические зубчатые колёса с косыми зубьями могут работать с окружной скоростью до 12 м/с, а колёса с криволинейными зубьями - до 35-40 м/с. Наибольшее распространение получили передачи с криволинейными зубьями, нарезанными по спирали, эвольвенте (паллоидные) или окружности (круговые).Конические колёса с криволинейными зубьями могут иметь различное направление спирали. Зубчатое колесо называется правоспиральным, если со стороны вершины конуса зубья наклонены наружу в сторону движения часовой стрелки, в противном случае колесо называется левоспиральным.

Корригирование конических зубчатых колёс

Применяют в основном высотную коррекцию (корригирование) конических колёс. Также для конических колёс применяется тангенциальная коррекция, заключающаяся в утолщении зуба шестерни и утонении зуба колеса. Тангенциальная коррекция конических колёс не требует специального инструмента. Для цилиндрических колёс тангенциальную коррекцию не применяют, так как для она требует специального инструмента. На практике для конических колёс часто применяют высотную коррекцию в сочетании с тангенциальной.

Зубья конических колёс по признаку изменения размеров сечений по длине выполняют трех форм:

Передачи с неэвольвентным профилем

Существуют и альтернативные эвольвентной системе зацепления передачи. К ним можно отнести зацепление Новикова и арочные передачи . В зацеплении Новикова уменьшены следующие недостатки эвольвентного зацепления:

Звездочки, валы, шестеренки, металлообработка Ремонт шестерен в Екатеринбурге, шестерни, Любая шестерня от изготовителя, звездочки, звездочка, шестерня, стоимость шестерни, Шестерни с круговым зубом, ремонт шестерни, коническая пара, зубчатая передача, нарезка зуба шестерни, производство шестерен, Зубчатое колесо круговой зуб, нарезка кругового зуба
круговые зубъя, производство шестерен, крановое колесо, Коническое колесо, Вал шестерни, Шестерни, производство шестерен,
червяк, зубчатая пара, зубчатые колеса, венец червячный, звездочки, шестеренки, червячная пара, колесо червячное, вал червяк, маленькая шестерня,
колесико, пластиковая шестерня, шестеренка, шестеренки