Эвольвентное зубчатое зацепление

Стандарты зубчатых передач США

Вместо модуля для стандартизации зубча­тых передач в США используется показатель количества зубьев на 1 дюйм (25,4 мм) диа­метра делительной окружности или диамет­ральный модуль (питч) (Р):

Р = z/d = z/(z • m/25,4) =25,4/m

Для перевода стандарта США в европейский стандарт служит зависимость:

m = 25,4 мм / P

Размещение зубьев в пределах диаметраль­ного модуля называется окружным шагом зацепления (CP):

CP = (25,4 мм / P) π.

Табл. Стандарты зубчатых передач

Полная высота зуба

В стандартах США полная высота зуба обо­значается как высота головки h_a = т, что соответствует величине т в стандартах Гер­мании.

Ножка зуба

Обозначается так же, как и полная вы­сота зуба, но расчет головки зуба основы­вается на использовании своего модуля. Пример обозначения:

Обозначение (пример): Р 5 /7

Р = 7 для расчета головки зуба,

Р = 5 для расчета других параметров.

Система обозначений и преобразований

Диаметр окружности выступов: OD = d_a.

Диаметр делительной окружности: PD = N/P = d (в дюймах) или PD = Nm = d (в мм).

Диаметр окружности впадин: RD = d_f

Начальный диаметр:

LD =(N+2x) / P (в дюймах)

или

LD= (N+2x)·m (в мм).

LD ≈ d_w,

где d_w — диаметральный модуль.

Выбор номинального диаметра зуборезной головки

Размеры, мм

Расчетный угол наклона зуба βnº	Пределы среднего конусного расстояния R	Номиналь­ный диаметр зуборезной головки d0	Внешняя высота зуба he	Ширина зубчатого венца b	Расчетный номинальный мо­дуль mn
рекомендуемые	допустимые
Осевая форма зуба I
От 0до15	36-58	—	(88,9)	8	10-20	2-3,0
Св. 15 » 29	40-62
» 29 » 40	40-55
От 0до15	40-65	—	100	9	10-20	2-3,0
Св. 15 » 29	45-70
» 29 » 40	45-60
От 0 до 15	50-80	—	125	10	12-25	2-3,5
Св. 15 » 29	55-90
» 29 » 40	55-75
От 0 до 15	60-100	—	(152,4)	10	15-30	2,5-3,5
Св. 15 » 29	70-110
» 29 » 40	70-90
От 0 до 15	65-105	—	160	12	16-32	2,5-4
Св. 15 » 29	72-110
» 29 » 40	72-95
От 0 до 15	75-120	—	(190,5)	15	20-40	2,5-5
Св. 15 » 29	85-135
» 29 » 40	85-115
От 0до15	80-130	—	200	15	20-40	2,5-5
Св. 15 » 29	90-140
» 29 » 40	90-120
От 0до15	90-150	—	(228,6)	15	20-40	2,5-5
Св. 15 » 29	100-160
» 29 » 40	100-135
От 0до15	100-160	—	250	18	25-50	2,5-6
Св. 15 » 29	110-175
» 29 » 40	140-150
От 0до15	120-200	—	(304,8)	20	30-65	2,5-7
Св. 15 » 29	140-215
» 29 » 40	140-190
От 0 до 15	120-200	—	315	24	32-65	2,5-9
Св. 15 » 29	140-220
» 29 » 40	140-190
От 0 до 15	160-250	—	400	30	40-80	3-10
Св. 15 » 29	180-280
» 29 » 40	180-240
От 0 до 15	180-300	—	(457,2)	28	50-100	4-10
Св. 15 » 29	200-320
» 29 » 40	200-280
От 0 до 15	200-320	—	500	36	50-100	4-12
Св. 15 » 29	225-350
» 29 » 40	225-300
От 0 до 15	250-400	—	630	45	70-125	4-16
Св. 15 » 29	290-440
» 29 » 40	290-380
От 0 до 15	320-520	—	800	60	80-160	5-20
Св. 15 » 29	360-560
» 29 » 40	360-480
От 15 до 29	400-650	—	1000	70	100-200	6-25
Св. 29 » 40	450-600
Осевая форма зуба III
От 0 до 15	13-21	—	32	4	2,5-8	1,25
Св. 15 » 45	10-22
От 0до15	15-25	—	(38 1)	5	3—8	1,25
Св. 15 » 45	11-26
От 0 до 15	16-26	—	40	5	3-10	1,5
Св. 15 » 45	12-28
От 0 до 15	20-32	—	50 и (50,8)	6	4—12	2
Св. 15 » 45	15-35
От 0 до 15	24-40	—	60	7	5-15	2
Св. 15 » 45	18-42
От 0 до 15	32-52	—	80	8	6-20	1-2,5
Св. 15 » 45	24-56
От 0 до 15	36—58	—	(88,9)	8	8-20	1-2,5
Св. 15 » 45	25-60
От 0 до 15	40-65	—	100	9	8-25	1-3
Св. 15 » 45	30-70
От 0 до 15	50-80	—	125	10	10-30	1-3.5
Св. 15 » 45	40—90
От 0 до 15	60-100	—	(152,4)	10	12-30	1,5-3,5
Св. 15 » 45	45-105
От 0 до 15	65-105	—	160	12	13-40	1,5-4
Св. 15 » 45	50-110
От 0 до 15	75-120	—	(190,5)	15	15-40	2-5
Св. 15 » 45	60-135
От 0 до 15	80-130	—	200	15	16-50	2-5
Св. 15 » 45	60-140
От 0 до 15	95-150	—	(228,6)	15	18-60	2-6
Св. 15 » 45	70-160
От 0 до 15	100-160	—	250	18	20-65	2-6
Св. 15 » 45	75-175
От 0 до 15	120-200	—	(304,8)	20	25-80	3-7
Св. 15 » 45	90-210
От 0 до 15	120-200	—	315	24	25-80	3-8
Св. 15 » 45	95-220
От 0 до 15	160-250	—	400	30	32-100	3-10
Св. 15 » 45	120-280
От 0 до 15	180-300	—	(457,2)	28	36-120	4-10
Св. 15 » 45	140-320
От 0 до 15	200-320	—	500	36	40-125	4-12
Св. 15 » 45	150-350
От 0 до 15	250—400	—	630	45	50-160	5-16
Св. 15 » 45	190-440
От 0 до 15	320-520	—	800	60	65-200	6-20
Св. 15 » 45	240-560
Oт 15 до 29	400-700	300-700	1000	70	80-250	8-25
Св. 29 » 45	400-650	300 -650
Осевая форма зуба III
30	75*—90	—	(88,9)	8	10-20	2-3,0
35	68*—90
40	60*—80
30	85*—100	—	100	9	10-20	2-3,5
35	75*—100
40	65*—90
30	105*—125	—	125	10	12-25	2-4
35	95*—125
40	80*—110
30	130*—150	—	(152,4)	10	15-30	2-4
35	115*—150
40	100*—135
30	135*—160	—	160	12	16-32	2-5
35	120*—160
40	105*—145
30	160*—190	—	(190,5)	15	20-40	3-6
35	140*—190
40	125*—170
30	170*—200	—	200	15	20-40	3-6
35	150*—200
40	130*—180
30	190*—230	—	(228,6)	15	25-50	3-6
35	170*—230
40	150*—200
30	210*—250	—	250	18	25-50	3-7
35	190*—250
40	160*—225
30	260*—305	—	(304,8)	20	32-65	3-8
35	230*—305
40	200*—270
30	270*—315	—	315	24	32-65	3-8
35	235*—315
40	205*—280
30	340*-400	—	400	30	40-80	3-12
35	300*-400
40	260*-360
30	390*-460	—	(457,2)	28	50-100	4-12
35	340*-460
40	300*-410
30	420*-500	—	500	36	50-100	4-15
35	370*-500
40	330*-450
30	530*-630	—	630	45	63-125	5-18
35	470*-630
40	420*-570
30	680*-800	—	800	60	80-160	6-25
35	600*-800
40	520*-720

Примечания:

1. Если величина R превышает значение, о, и угол Делительного конуса δ2 > 50°, то необходимо производить проверку на отсутствие вторичного резания.

2. Диаметр зуборезной головки для зубчатых колес с осевой формой зуба Iпри расчетных наклона зуба βn св. 40 до 45° подбирают по графику на рис. 36.

3. Диапазоны допускаемых значений среднего конусного расстояния при данном диаметре зуборезной головки для зубчатых колес с осевой формой зуба II могут быть уточнены по срав­нению с указанным в таблице с учетом графика на рис. 36.

4. Диаметр зуборезной головки для зубчатых колес с осевой формой зуба III при zc > 70 и βn св. 10 до 30° подбирают таким, чтобы удовлетворялись два уравнения:

5. Таблица составлена из условия обработки колеса передачи двусторонним или поворотным методом.

При одностороннем методе обработки колеса и m2 ≥ 2мм наименьшее рекомендованное значение R может быть уменьшено, а наибольшее — увеличено на 25%.

6. Зуборезные головки с номинальными диаметрами, заключенными в скобки, по возможности не применять.

В чем заключаются отличия между шестеренкой и зубчатым колесом

Между шестеренкой и зубчатым колесом при детальном рассмотрении имеются определенные различия:

1. Зубчатые колеса используются в механизмах посложнее, тогда как шестеренки – это, как говорится, мастера на все руки.
2. Используются шестеренки преимущественно парами, тогда как зубчатое колесо можно использовать в том или ином механизме в единственном экземпляре.
3. Размеры ведомых шестерен и зубчатых колес могут сильно отличаться друг от друга. Зачастую зубчатое колесо имеет больший диаметр, чем шестеренка, особенно, если используется в мощных системах.

Исходя из всех вышеприведенных фактов, можно сказать, что по своему функционалу шестеренка и зубчатое колесо является примерно одним и тем же элементом. Различия между ними могут быть заметны только в каких-то сложных механизмах, так как они по-разному воздействуют на результат, однако большинство людей, имевших с этим дело, нередко утверждают, что формальной разницы между данными элементами нет.

Конструкция зубчатого колеса

Встречается просто огромное количество разновидностей шестерен, все они характеризуются своими определенными особенностями. Среди конструкционных особенностей отметим следующие моменты:

1. При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
2. Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
3. При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
4. Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.

Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:

1. В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
2. В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
3. Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.

Изготовление цилиндрических зубчатых колес проводится при применении специального оборудования. Примером можно назвать зубонарезные станки, которые работают по методу обкатки. Стоит учитывать, что процесс изготовления конических зубчатых колес существенно отличается.

Основные способы изготовления

Заготовки для рассматриваемых изделий получаются методом ковки или литьем, в некоторых случаях при применении технологии резания. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса довольно сложен, так как нужно получить рабочую поверхность сложной формы с определенными геометрическими параметрами. Проводится нарезание косозубых колес и других изделий при использовании двух основных технологий:

1. Метод копирования предусматривает фрезерование, при котором прорез между впадинами зубьев образуются при применении, дисковых, модульных или концевых фрез. После образования каждой впадины заготовка поворачивается ровно на один зуб. Сред особенностей подобной технологии можно отметить то, что форма применяемого режущего инструмента повторяет форму впадины.
2. Метод обкатки сегодня встречается намного чаще. В этом случае механическая обработка предусматривает имитирование зацепления зубчатой пары, одним элементом которой становится червячная фреза. При изготовлении инструмента используется металл повышенной прочности, за счет чего и происходит резка. Обработка методом копирования предусматривает применение не только червячной фрезы, но также и долбяка и гребенки.

Довольно большое распространение получили червячные фрезы. Подобный инструмент представлен рейкой, на момент работы заготовка вращается вокруг своей оси. Применяется инструмент для изготовления исключительно шестерен с внешним расположением зубьев.

Технология накатывания используется для получения больших зубчатых колес, а также крупных партий. В подобном случае проводится горячее накатывание, за счет нагрева степень обрабатываемости материала повышается. Венец получается методом выдавливания. Для существенного повышения точности может проводится механическая обработка.

Изготовление вал шестерней также должно проводится с учетом условий эксплуатации. На этот элемент оказывается высокая нагрузка, поэтому в качестве основы применяется заготовка из каленой стали высокой прочности. Шестерня зубчатая, изготовление которой проводится с учетом диаметра вала, насаживается методом прессования, фиксация обеспечивается шпонкой.

Червячные колеса и червяки

Зубчатый венец червячного колеса, по условиям работы червячной пары, должен изготовляться из антифрикционных материалов (бронза, латунь). Обычно червячные колеса выполняют составными: диск и ступица колеса – из стали или из серого чугуна, а венец – из антифрикционного материала.

Применяют следующие способы соединения венца с диском.

Бандажированная конструкция колеса, в которой бронзовый венец посажен на стальной или чугунный диск с натягом (рис. 10, а). Конструкция проста в изготовлении и применяют ее для колес относительно небольших диаметров, а также для колес передач, не испытывающих тепловые нагрузки. При нагреве до высокой температуры вследствие большего температурного коэффициента бронзы посадка может ослабнуть из-за большего линейного расширения бронзы, чем чугуна.

Зубчатые передачи. Их достоинство и недостатки. область применение, классификации.

Зубчатые передачи. Зубчатая передача — это механизм или часть механизма в состав которого входят зубчатые колёса. Движение пе-редаётся с помощью зацепления пары зубчатых колёс. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее – колесом. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, параметрам колеса – индекс 2. Достоинства и недостатки зубчатых передач

Достоинства зубчатых передач: • Возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений. • Высокая нагрузочная способность и малые габариты. • Большая долговечность и надёжность работы. • Постоянство передаточного отношения. • Высокий КПД (87-98%). • Простота обслуживания. Недостатки зубчатых передач: • Большая жёсткость не позволяющая компенсировать динамические нагрузки. • Высокие требования к точности изготовления и монтажа. • Шум при больших скоростях.

Классификация зубчатых передач

По передаточному отношению: • с постоянным передаточным отношением; • с переменным передаточным отношением. По форме профиля зубьев: • эвольвентные; • круговые (передачи Новикова); • циклоидальные. По типу зубьев: • прямозубые; • косозубые; • шевронные; • криволинейные. 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; • гиперболоидные; По окружной скорости колёс: • тихоходные; • среднескоростные; • быстроходные. По степени защищенности: • открытые; • закрытые. По относительному вращению колёс и расположению зубьев: • внутреннее зацепление (вращение колёс в одном направлении); • внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

Виды разрушений зубьев

2. Заедание зубьев наблюдается в высоконагруженных и высокоскоростных зубчатых, а также червячных передачах

В местах контакта из-за трения развивается высокая температура, способствующая снижению вязкости масла, разрыву масляной пленки и образованию металлического контакта зубьев. Происходит молекулярное сцепление (микросварка) частиц металла. Растет сопротивление вращению, наросты металла на зубьях задирают рабочие поверхности сопряженных зубьев.

3. Поломка зубьев. Причина – напряжение изгиба σF. Это основной вид разрушения высокотвердых

(Н ≥ 56

HRC)и открытых передач. В открытых передачах в результате плохой смазки и абразивного истирания поверхностей зубьев от грязи выкрашивание не успевает развиться, но уменьшаются размеры сечений зубьев, растут напряжения изгиба σF. Возрастают зазоры, удары, шум. Усталостная поломка в этом случае связана с развитием трещин 3 на растянутой стороне ножки зуба (рис.4.3, б). В высокотвердых передачах зубья хрупкие, поверхность их имеет хорошее сопротивление выкрашиванию, но хуже противостоит прогрессирующему трещинообразованию в основании зуба.

4. Смятие рабочих поверхностей (пластические сдвиги) или хрупкое разрушение

(Н ≥ 56

HRC)зубьев при кратковременных значительных перегрузках или ударном приложении нагрузки.

5. Отслаивание твердого поверхностного слоя при значительных контактных напряжениях и зарождении усталостных трещин в глубине под упрочненным слоем.

d3 = cos ? * D

От автора. Я нашел в интернете полезную программку в  Excel 2007. Это автоматизированная табличка для расчета всех параметров прямозубого зубчатого колеса.

Скачать   Скачать с зеркала

Итак, приступим к графическому построению профиля зубчатого колеса. 

1. Изобразите делительный диаметр с диаметром D, и центром шестерни O. Окружность показана красным цветом. 
2. Изобразите диаметр вершин зубьев (d1) с центром в точке O с радиусом большим на высоту головки зуба(зелёного цвета).
3. Изобразите диаметр впадин зубьев (d2) с центром в точке O с радиусом меньшим на высоту ножки зуба (голубого цвета цвета).

1. Проведите касательную к делительному диаметру (желтая).
2. В точке касания под углом ? проведите линию зацепления, оранжевого цвета. 
3. Изобразите окружность касательную к линии зацепления, и центром в точке O. Эта окружность является основной  и показана тёмно синего цвета.

 

1.  Отметьте точку A на диаметре вершин зубьев.
2. На прямой соединяющие точки A и O отметьте точку B находящуюся на основной окружности.
3. Разделите расстояние AB на 3 части и отметьте, точкой C, полученное значение от точки A в сторону точки B на отрезке AB.

1. От точки C проведите касательную к основной окружности.
2. В точке касания отметьте точку D.
3. Разделите расстояние DC на четыре части и отметьте, точкой E, полученное значение от точки D в сторону точки C на отрезке DC.

 

1. Изобразите дугу окружности с центром в точке E, что проходит через точку C. Это будет часть одной стороны зуба, показана оранжевым.
2. Изобразите дугу окружности с центром в точке H, радиусом, равным толщине зуба (s). Место пересечения с делительным диаметром отметьте точкой F. Эта точка находится на другой стороне зуба. 

1. Изобразите ось симметрии проходящую через центр О и середину расстояния FH.
2. Линия профиля зуба отображенная зеркально относительно этой оси и будет второй стороной зуба. 

Вот и готов профиль зуба прямозубого зубчатого колеса. В этом примере использовались следующие параметры:

1. Модуль m=5 мм
2. Число зубьев z=20 
3. Угол профиля исходного контура ?=200 

Расчетные данные:

1. Делительный диаметр D=100 мм 
2. Диаметр вершин зубьев d1=110 мм
3. Диаметр впадин зубьев d2=87.5 мм
4. Толщина зубьев по делительной окружности S=7.853975 мм

На этом первая часть урока является завершенной. Во второй части (видео) мы рассмотрим как применить полученный профиль зуба для построения модели зубчатого колеса. Для полного ознакомления с данной темой (“зубчатые колеса и зубчатые зацепления”, а также “динамические сопряжения в SolidWorks”) необходимо вместе с изучением этого урока изучать урок №24.

Еще скажу пару слов о специальной программе, производящей расчет зубчатых колес и генерацию модели зубчатого колеса для SolidWorks. Это программа Camnetics GearTrax.

P.S.(16.03.2010) Скачать  Camnetics GearTrax 

А теперь переходим с следующей части урока.

Скачать 2-ю часть урока №30   Скачать с зеркала

/strong

Цилиндрические зубчатые колеса(шестерни):

Цилиндрические зубчатые колеса используются в передачах, где оси валов располагаются параллельно относительно друг друга. При этом они могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.

В зависимости от формы продольной линии зуба зубчатые колеса бывают: прямозубые, косозубые и шевронные.

Рис. 1. Цилиндрические зубчатые колеса: прямозубые, косозубые и шевронные

Прямозубое колесо. Этот вид шестерен ввиду своей простой конструкции является наиболее внедряемым в различных системах. В таком виде зубья шестерен располагаются в плоскости, которая перпендикулярна оси вращения. В отличии от косозубых и шевронных колес у данного вида предельный крутящий момент ниже.

Косозубое колесо. Зубья для данного вида колес выполняются под определенным углом к оси вращения шестерен, а по форме образуют часть винтовой линии. По сравнению с прямозубым колесом при работе зубьев данного вида зацепление зубьев происходит плавнее, а за счет увеличенной площади контакта предельный крутящий момент выше. Но для работы колес с косым зубом приходится применять упорные подшипники, так как возникает механическая сила, направленная вдоль оси. В основном косозубые колёса используются там, где нужны передачи большого крутящего момента на высоких скоростях.

Шевронное колесо. Этот вид имеет зубья, которые выполнены в форме буквы V на плоскости вращения колеса. Главной особенностью шевронных колес является то, что силы на осях обеих половин компенсируются, вследствие чего отпадает необходимость в использовании упорных подшипников. Различают шевронное и многошевронное цилиндрическое зубчатое колесо, состоящее соответственно из двух и более полушевронов, а также шевронное цилиндрическое зубчатое колесо со сплошным венцом и разделенными полушевронами.

В отдельные виды выделяются: цилиндрическое колесо с круговыми зубьями, цилиндрическое колесо со смещением (без смещения), циклоидальное, эвольвентное и цевочное цилиндрическое колеса.

Колесо с круговыми зубьями. Передачу с такими колесами называют передачей Новикова. При такой передаче контакт поверхностей зубьев происходит в одной точке на линии зацепления, расположенной параллельно осям колёс. Зубья данного вида колеса выполнены в виде полукруга, радиус которого подбирается под нужные требования. Колеса с круговыми зубьями в сравнении с косозубыми обладают более высокой нагрузочной способностью зацепления, высокой плавностью и бесшумностью работы, но при тех же условиях работы у них снижен КПД и ресурс работы, что не позволяет их применять широко.

Колесо со смещением либо без смещения. Это зубчатое колесо, зубья которого образованы при номинальном положении исходной производящей рейки, характеризуемом отсутствием касания (касанием) делительных поверхностей исходной производящей рейки и обрабатываемого зубчатого колеса.

Циклоидальное колесо. В данном виде профили зубьев шестерни выполнены по циклоидальной кривой. Однако при таком способе зацепления шестерен имеется большой недобор чувствительности из-за изменения расстояния между осями. Циклоидальное колесо применяется в основном в приборостроении. Колесо сложно в изготовлении, поскольку при его создании требуется использование очень многих специальных зуборезных инструментов.

Цевочное колесо. В данном случае зубья одного из колес имеют вид пальцев в форме цилиндра. Такой вид шестерен образовался на базе циклоидального колеса и получил более широкое применение как в машиностроении, так и в приборостроении.

Разновидности

Начать стоит с изучения видов зубчатых передач, которые нашли широкое применение в разных отраслях, включая автомобилестроение.

Основной акцент будет сделан именно на автомобилях. В них используются различные типы зубчатых передач.

Зацепление зубцами способствует эффективной передаче вращательного движения, поступающего от автомобильного двигателя. В это же время преобразуется движение, меняется частота вращения, изменяется показатель крутящего момента.

Чтобы выполнять подобные функции, требуется использовать соответствующие механизмы. Согласно действующей классификации зубчатых передач, их можно разделить на несколько категорий.

Цилиндрические. Эти передачи включают в себя пары преимущественно с разным числом зубцов. Оси зубчатых колёс в случае с цилиндрическими передачами параллельные

Важно помнить о таком понятии как передаточное отношение. Это отношение количества зубьев

Что интересно, зубчатое колесо, большее по размеру, так и называют, а вот колесо с меньшими габаритами принято называть шестернёй.
Зубчатые конические передачи. У них есть одна важная особенность. В случае с коническими зубчатыми передачи оси их колёс пересекаются. При этом вращение передаётся непосредственно между валами, которые могут располагаться под разным углом. В зависимости от того, какое колесо окажется ведущим в ситуации с конической зубчатой передачей, сама передача может оказаться повышающей или понижающей.
Червячные. Аналогом конической зубчатой передачи является червячная. Здесь предусмотрены скрещивающиеся оси вращения. Добиться большого передаточного числа можно за счёт соотношения количества зубцов на колесе и количества заходов так называемого червяка. Червяки делятся в зависимости от числа заходов. Они бывают одно-, двух- и четырёхзаходными. Тут есть ещё одна важная особенность. Здесь передача вращения происходит только на червячное колесо от самого червяка. Реализовать обратный процесс нельзя, поскольку возникнет сильное трение. У такой передачи предусмотрена способность самостоятельного торможения, что реализовано за счёт червячного редуктора. Наглядным примером выступает подъёмный механизм для работы с грузом.
Реечные. Конструкция предусматривает использование зубчатых колёс и реек. Тем самым удаётся превратить вращательное движение в поступательное, как и в обратном направлении. Ярким примером выступает автомобильная рулевая рейка.
Винтовые. Применяются передачи такого типа при скрещивании валов. Зубцы имеют точечное зацепление, они быстро изнашиваются из-за нагрузок. Потому винтовые передачи обычно реализуются в разных приборах.
Планетарные. Отличительной особенностью является применение зубчатых колёс, у которых оси подвижные. Обычно предусмотрено наружное колесо с жёсткой фиксацией и с внутренней резьбой. Дополнительно устанавливается центральное колесо, водило и сателлиты. С помощью таких элементов осуществляется перемещение по окружности неподвижного колеса, реализуя тем самым вращение центрального.

У всех разновидностей предусмотрен различный коэффициент перекрытия, являющихся характерной особенностью зубчатой передачи. Так называют величину отношения угла перекрытия колеса к угловому шагу. Что же касается угла перекрытия, то это угол, на который осуществляет проворачивание колесо за время, пока в зацеплении находится одна пара зубцов.

У конических зубчатых передач, как и у многих остальных, зацепление бывает внутренним и наружным. В случае с наружным расположением ничего сложного нет, поскольку зубцы находятся сверху. Если это внутреннее зацепление, тогда зубцы от большого колеса находятся со стороны внутренней поверхности. Тут реализовать вращение можно исключительно в одном направлении.

Зубчатые передачи стартера

Система допускаемых отклонений для зубчатых передач по «Стандарту межосевых расстояний» (DIN 3961) применяется в сило­вых приводах, где требуемый зазор между зубьями обеспечивается отрицательными допусками толщины зубьев. Эта система неприменима для зубчатых передач автомо­бильных стартеров, поскольку они работают со значительно большими зазорами между зубьями, которые обеспечиваются увеличе­нием межосевого расстояния.

Модуль зубчатой передачи стартеров

Большой крутящий момент, необходимый для пуска двигателя, требует применения зубчатой передачи с большим передаточным отношением (i = 10-20). Поэтому шестерня стартера имеет малое количество зубьев (z = 9-11), обычно с положительным смещением. Для шага зубьев принято следующее обозна­чение: количество зубьев, равное, например, 9/10, означает нарезку девяти зубьев на за­готовке, рассчитанной по диаметру на 10 зу­бьев, и соответствует смещению +0,5. При этом допускаются небольшие отклонения величины коэффициента х. (Это обозначе­ние нельзя смешивать с обозначением Р 8/10, приведенным ниже).

Документы

Шестерня m=4, Z=30

Дата добавления:	15.06.2010
Дата изменения:	22.06.2010
Размер файла:	42.22 Кбайт
Скачиваний:	974

Шестерня используется в станке 16А812.

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=4, Z=22

Дата добавления:	02.11.2010
Дата изменения:	02.11.2010
Размер файла:	36.1 Кбайт
Скачиваний:	878

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=4, Z=21

Дата добавления:	28.05.2010
Дата изменения:	26.10.2010
Размер файла:	58.19 Кбайт
Скачиваний:	911

Шестерня цилиндрическая прямозубая, m=4, Z=21, с посадкой на шлицы, зуб имеет затыловку, на ступице наружная резьба. Применяется в токарно – винторезном станке 1А64.

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=4, Z=17

Дата добавления:	03.11.2010
Дата изменения:	03.11.2010
Размер файла:	41.51 Кбайт
Скачиваний:	842

Шестерня используется в станке ГФ2171

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=3.5, Z=16

Дата добавления:	09.06.2010
Дата изменения:	19.08.2010
Размер файла:	51.59 Кбайт
Скачиваний:	860

Чертеж шестерни. Используется в станке 2Н57.

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=3, Z=60

Дата добавления:	01.11.2010
Дата изменения:	01.11.2010
Размер файла:	37.58 Кбайт
Скачиваний:	883

Шестерня применяется в станке 2С163

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=3, Z=50

Дата добавления:	20.08.2010
Дата изменения:	20.08.2010
Размер файла:	42.49 Кбайт
Скачиваний:	938

Шестерня m=3, Z=50 используется в станке 2С550

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=3, Z=50

Дата добавления:	01.11.2010
Дата изменения:	01.11.2010
Размер файла:	40.79 Кбайт
Скачиваний:	876

Шестерня применяется в станке 2С163

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Шестерня m=3, Z=42

Дата добавления:	03.06.2010
Дата изменения:	22.06.2010
Размер файла:	50.13 Кбайт
Скачиваний:	870

Чертеж шестерни цилиндрической с посадкой на шпонку. Применяется в станке 1М63ДФ101.

Чертежи выполнены в двух форматахcdw – Компас 9 СП2dwg – Autocad 2000

Чертеж шестерни

Чертеж шестерни должен выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД, содержать главный вид и всю необходимую информацию:

• диаметр вершин зубьев (внешний) до притупления кромки
• диаметр вершин зубьев (внешний) после притупления кромки
• расстояние от базовой до внешней плоскости окружности верхней кромки зубьев
• угол конусности зубьев
• угол дополнительного конуса
• ширина венца
• расстояние базовое
• радиусы кривизны и размеры фасок
• положение сечения

В правом углу чертежа, размещают таблицу, состоящую из трех частей, в которой указывают основные параметры:

• основные данные – верхняя часть
• контрольные данные – центральная часть
• справочные данные – нижняя часть

Справка:

Неиспользуемые строки в таблице исключаются или ставится прочерк.Подробнее о каждой величине прописано в ГОСТ 2.405-75.

Чертеж червячного колеса.

Шестерня.

Чертеж шестерни.

Конструктивное отличие зубчатых колес определяется:

• по геометрии зуба в поперечном сечении (форма) и способов контакта между собой: прямой – контактирует по точке; вогнутый – контактирует по линии; роликовый – контактирует с гребневым роликом.
• по типам колес: полное – когда оно постоянно вращается; сектор – когда оно поворачивается на определенный угол; сектор с роликом – когда рабочая длина контактируемого ролика уменьшена, по сравнению с контактируемой поверхностью глобоидального червяка.

Заказать чертеж

Изготовление конических зубчатых колес

Главными элементами конической передачи являются зубчатые колеса — ведущее и ведомое. Они изготавливаются, преимущественно, из стали на специализированных станках с использованием нескольких технологических процессов.

Материалы и технологии

Ведущая шестерня должна иметь более высокую прочность, поэтому при изготовлении конических пар для зубчатых колес могут использоваться различные марки стали и разные методы химико-термической и термической обработки. Если для изготовления шестерни используется легированная сталь, она может быть подвергнута поверхностному уплотнению методами цианирования, цементации или азотирования. Зубчатые колеса из углеродистой стали подвергаются поверхностной закалке.

Расчеты и степени точности

В конической паре шестерен зубчатое колесо изначально характеризуется модулем (длина делительной окружности, приходящаяся на один зуб) и числом зубьев. Диаметры впадин и выступов определяют по таблице. Расчету подлежат параметры зуба (толщина, высота и длина) и его элементов — ножки и головки, а также делительный диаметр. Используется коэффициент ширины зубчатого венца, определяется угол наклона косых зубьев. В расчет также принимаются угол профиля, коэффициенты перекрытия и смещения, линии зацепления.

Для конических зубчатых колес приняты четыре степени точности из 12-ти существующих, каждая из которых определяется скоростью передаваемого вращения. Значения разрешенных круговых скоростей следующие:

• не более 3 м/с для девятой степени;
• от 3 до 7 м/с для восьмой степени;
• 7-10 м/с для седьмой;
• до 20 м/с до 6 степени включительно.

Методы изготовления

Операции фрезерования и прорезки зубьев не позволяют достичь требуемой точности, поэтому их обычно дополняют обкаткой. Обкатка представляет собой способ обработки зубчатого колеса, при котором припуск на его боковых поверхностях срезается режущими кромками инструмента непосредственно в процессе главного движения резания заготовки. После обкатки пара помещается на специальный стенд, где производится притирка конических зубчатых колес. И, наконец, финальным этапом является процесс закалки зубьев.

Применение зубчатых передач

Области применения зубчатых передач весьма обширны. Сегодня подобные механизмы применяются в различных отраслях промышленности. Проведенные исследования указывают на то, что в год изготавливается несколько миллионов экземпляров подобных изделий. Рассматривая применение и назначение отметим нижеприведенные моменты:

1. Цилиндрическая передача используется для повышения или понижения передаваемого усилия. Примером их применения можно назвать двигатели внутреннего сгорания или коробки передач, буровые и металлургические установки, оборудование горнодобывающей промышленности.
2. Конические передачи применяют намного реже. Это прежде всего связано с тем, что они довольно сложны в производстве. Область применения – сложная механическая передача с переменными углами и изменением нагрузки. Примером можно назвать ведущие мосты транспортных средств, а также конвейеры и другие устройства, применяемые в агропромышленном комплексе.

Область применения зависит от конструктивных особенностей механизма, а также типа применяемого материала при производстве.

На момент работы слышен монотонный умеренный шум. Если появляются посторонние звуки, то это может указывать на появление существенных проблем, к примеру, сильного износа поверхности. Техническое обслуживание проводится следующим образом:

Визуальный осмотр требуется для того, чтобы исключить вероятность наличия трещин или сколов на поверхности.
Особое внимание уделяется тому, чтобы при работе колеса правильно зацеплялись. Слишком большой зазор может привести к сильному износу и другим проблемам, так как нагрузка распределяется неравномерно

Изменение зазора проводится путем регулировки положения вала и подшипников.
На момент работы уделяется внимание тому, чтобы не возникало торцевое биение или другая неравномерность хода.
Для определения правильности хода на зубья наносятся отметки при помощи специальной краски. До момента их полного засыхания валы проворачивают несколько раз. Форма отпечатка определяет то, насколько правильно соединение.
После высыхания краски уделяется внимание тому, чтобы точка касания была в средней части высоты зуба. Изменить положение можно путем установки специальных подкладок под подшипники.
На момент обслуживания проводится добавление требующегося количества смазывающего вещества. Как ранее было отмечено, без него существенно увеличивается степень износа поверхности.

Периодическое обслуживание позволяет существенно увеличить эксплуатационный срок устройства

На момент осмотра устройства уделяется внимание также состоянию вала, подшипников и других элементов, которые обеспечивают стабильную и надежную работу. К примеру, незначительный изгиб вала становится причиной повышенного износа определенной части колеса

В самых сложных случаях происходит его обрыв.