Зубчатая передача: виды, зацепление, параметры

Есть очень широкое количество различных механизмов, которые предназначены для передачи усилия и вращения. Довольно обширное распространение обрела зубчатая передача. Такой механизм выступает как промежуточного элемента, который делается при использовании металла с самыми разными рабочими характеристиками. Рассмотрим характерности такого механизма детальнее.

Общее описание

Типовая ременная передача учитывает применение промежуточного элемента, в качестве которого выступает ремень. Зубчатое зацепление отличается наличием поверхности зацепления и сопряжения зубьев. Важные элементы зубчатой передачи такие:

1. Ведущее и ведомое колесо.
2. Вал, предназначенного для непосредственного крепления колес.
3. Подшипники, обеспечивающие подвижность колес.
4. Шпонка, исключающая вероятность проворачивания колеса на валу.

Параметры зубчатой передачи могут значительно различаться. Для начала напомним, что между ведомым и ведущим колесом рассчитано наличие технологического зазора, который обеспечивает скольжение и возможность температурного расширения, а еще смазывание важных элементов чтобы исключить допустимости заклинивания механизма.

Детали машин делаются при использовании довольно различных металлов, во многих случаях это углеродистая сталь. Частота вращения механизма зависит от точности шестерен, а еще отдельных ее иных показателей. Рабочий принцип устройства дает возможность применять его при разработке довольно различных механизмов, например, насосов или передач.

Конструкция передач

Традиционная схема зубчатой передачи используется уже в течении долгого периода. Рассматриваемая конструкция имеет следующие характерности:

1. В виде основы применяется корпус. Очень часто он делается из чугуна либо иных коррозионностойких сталей. Корпус обеспечивает качественное крепление важных элементов, а еще считается контейнером для смазки. Есть просто очень большое число самых разнообразных корпусов, все будет зависеть от сфере использования механизма.
2. Важным элементом считается вал, который передает зубчатым зацеплением вращение. В основном, вал получает вращение от электропривода либо иных элементов. Для их крепления ставятся подшипники. Вал выбирается под посадочное отверстие зубчатых колес, как правило имеет ступенчатую форму.
3. Садятся шестерни на валы методом прессования. Благодаря этому исключается вероятность проворачивания компонентов, которые находятся в зацеплении. По мимо этого, фиксация обеспечивается за счёт шпонки.
4. Расстояние между валами зубчатого зацепления подбирается с учетом диаметра колес, а еще их иных показателей.
5. Форма шестерен может значительно различаться. Очень часто боковая сторона имеет маленькие выступы, а поверхность для работы представлена комбинированием зубьев. Кол-во зубьев, их направление и остальные параметры могут значительно различаться. Характеристики подбираются в зависимости от сфере использования механизма.

В общем необходимо заявить, что рассматриваемое устройство очень легко, благодаря чему обеспечивается большой эксплуатационный период. Вариацией зубчатой передачи также считается винтовой механизм или планка. Сегодня чертеж винтовой передачи если понадобится можно сказать с интернета.

Отмечают зубчатые передачи по неограниченному количеству самых разных признаков. Исключительно при правильном выборе наиболее оптимального варианта выполнения можно обеспечить большой эксплуатационный период и требуемые характеристики.

Классификация зубчатых передач

Бывают самые разные варианты зубчатых передач. Классификация проходит по немалому количеству самых разных признаков:

1. Относительное расположение осей, на которых фиксируются колеса. По этому признаку выделяют механизмы с параллельными осями, пересекающимися или скрещивающимися. Легче всего в изготовлении очень популярная цилиндрическая зубчатая передача, так как в данном случае механизм отличается большой надежностью и долгим эксплуатационным сроком. Если необходимо менять направление вращения, то используется абсолютно другая конструкция. Зубчатые передачи с параллельными и пересекающимися осями применяются в разных случаях, например, при разработке насосов и приводом разных устройств.
2. Расположение зуба на поверхности изделия относительно посадочного отверстия. По этому признаку выделяют передачи с внутренним и наружным зацеплением. По мимо этого, в определенных механизмах есть реечная конструкция: прямая планка подойдет для изменения вращений в прямолинейное движение.
3. По форме профиля. Очень часто ставится эвольвентная зубчатая передача, но еще используются неэвольвентные механизмы. Проходит классификация зубчатых колес в зависимости от расположения теоретической линии зуба. По этому признаку выделяют прямозубые устройства и с косым расположением. По мимо этого, есть шевронная зубчатая передача и с винтовым расположением. Современная косозубая передача стала широко распространена, так как за счёт аналогичного расположения зуба уменьшается износ и степень шума. Собственно поэтому такие варианты выполнения ставятся в случае, когда необходимо передать большую скорость или сделать бесшумное устройство. Конусообразные зубчатые передачи делаются и с прямым зубом, но такие механизмы не предназначаются для долгой работы, так как зуб во время работы соприкасается по всей территории.
4. Классификация проходит по конструктивному оформлению корпуса. Выделяют закрытые и открытые передачи. Первый вариант выполнения как правило будут работать только при подаче вещества для смазки, второй работает и на сухом ходу.
5. Передача бывает понижающая и повышающая. Выбор проходит в зависимости от того, необходимо ли расширить численность оборотов или увеличить передаваемое усилие.
6. По величине окружности выделяют тихоходные, среднескоростные и быстроходные устройства. Выбор проходит в зависимости от того, каким качествами должно владеть получившийся механизм.

Заготовки для получения важных элементов получаются путем литья или штамповки. После чего проходит последующая обработка. Процесс обработки учитывает использование дисковых и пальцевых фрез, а еще кругов для шлифовальных работ для получения необходимого качества поверхности. Иными характерностями обработки отметим такие моменты:

1. Такие изделия нельзя сделать методом чистовой прорезки подобранной фрезы. Такая технология применяется исключительно на первом шаге обработки.
2. Второй шаг учитывает механическую обработку путем обкатки при непосредственном зацеплении. Для этого применяется специализированное колесо, которое делается при использовании очень прочного металла.
3. Как основание практически всегда используется углеродистая сталь. С целью улучшения главных качеств проходит цементация, закалка, цианирование, а еще азотирование. Для получения низкокачественных изделий улучшение проходит уже после нарезания зубьев, после этого поверхность доводится до готового варианта путем шлифования или обкатки.

Цилиндрические зубчатые передачи получили очень большое распространение. Также может ставиться эвольвентная разновидность устройства. Для создания особенных механизмов используются планетарные передачи, которые отличаются более трудной конструкцией.

Многие встречаются с рассматриваемым механизмом в виде редуктора, предоставленного цилиндрической передачей. Их распространение можно связать со следующим моментами:

1. Производственная технология аналогичных зубчатых колес очень проста, создали просто большое количество разного оборудования, которое предназначается для изготовления такого изделия.
2. Во многих случаях вращение подается между 2-мя валами, которые размещены параллельно.
3. Редуктор также имеет специализированный корпус закрытого типа. Он предназначается для защиты механизма от влияния внешней среды, а еще накопления масла.
4. Изменение передаваемого усилия проходит за счёт изменения диаметрального размера изделий.

Многие при эксплуатировании передачи не уделяют необходимого внимания смазке. Собственно эта причина приводит к значительному изнашиванию рабочих компонентов. Актуальная подача смазывающей жидкости значительно уменьшается трение в зоне контакта, а еще уменьшает вероятность возникновения коррозии на поверхности.

Конусообразные передачи получили также очень большое распространение. Их основной спецификой можно назвать расположение осей под угол 90 градусов по отношению друг к другу. Конструктивными характерностями такого варианта выполнения назовем такие моменты:

1. Шестерни представлены формой срезанного конуса, которые могут контактировать между собой. Боковыми сторонами. Благодаря этому усилие подается под угол 90 градусов и поверхность соприкасания очень большая.
2. Профиль каждого зуба отличается тем, что он больше у снования и меньше возле вершины.
3. Зубчатые венцы производятся с прямой, криволинейной и тангенциальной нарезкой.
4. Выделяют также гипоидный вариант выполнения. Он отличается большой плавностью хода и малым уровнем шума на момент работы. Ставится такое устройство в случае, когда усилие подается в течении долгого периода. При использовании гипоидного варианта выполнения рекомендуется мазать территорию контакта при использовании специализированного вещества, которое также выступает как охлаждения.

В отличие от цилиндрических вариантов выполнения, рассматриваемый способен передавать всего 85% несущей способности. Потери можно связать с тем, что проходит перенаправление передаваемого усилия под большим углом.

Реечные передачи также получили очень большое распространение. Их непосредственное назначение состоит в преобразовании вращения в возвратно-поступательное движение. Среди свойств аналогичного варианта выполнения отметим такие моменты:

1. Реечная передача неимоверно проста в изготовлении и с ее монтажом, в основном, не появляется значительных сложностей.
2. Большая надежность и хорошие нагрузочные способности также установили большое распространение реечной передачи.
3. Область использования очень широка: долбежные станки, транспортировочные механизмы, передачи иных промышленных механизмов.

Вариацией рассматриваемого варианта выполнения можно назвать зубчато-ременные передачи. Эта гибридная модель отличается качествами, которые характерны двоим устройствам. К основным свойствам можно отнести:

1. Бесшумная работа. Большинство звездочек отличается тем, что металл при соприкосновен на высокой скорости оказывается основой возникновения шума. Это может создавать очень много неудобства.
2. Отсутствие эффекта проскальзывания. Благодаря этому значительно увеличивается критерий КПД и область использования всего механизма.
3. Постоянная работа при высоких оборотах достигается благодаря использованию эластичных ремней с особенным сердечником.

Такой механизм чаще остальных используется в виде привода электродвигателя.

Геометрические параметры зубчатых колес

Для обеспечения хорошего зацепления и условий для передачи значительного усилия создается особенная геометрия зубчатого колеса. Она отличается следующими характерностями:

1. Грани по бокам на момент работы механизма контактируют. Пятно контакта обеспечивается специализированной сложной формой.
2. Самое большое распространение получил эвольвентный профиль.
3. Создается угол зацепления поэтому, чтобы даже при несущественном смещении не было заклинивание механизма. Параметры зубчатых колес указываются на чертежах.

Важным элементом передачи можно считать зубчатые колеса. Их важными параметрами назовем такие моменты:

1. Делительная окружность. Она указывается на всех чертежах. Под таким параметром знают соприкасающиеся окружности, катящиеся одна по другой без скольжения.
2. Шаг расположения зубьев-расстояние между профильными поверхностями соседних зубьев. Такой параметр указывается для всех передач и механизмов в спецификации и на чертежах.
3. Длина делительной окружности или модуль также является основным параметром, который необходимо брать во внимание.
4. Высота делительной головки.
5. Зуб является центральным элементом каждого колеса. Он отличается неограниченным количеством разных свойств, посреди которых отметим высоту ножки, самого зуба и делительной головки.
6. Диаметр окружности вершин и впадин зубьев.

Некоторые их вышеприведенных показателей рассчитываются во время проектирования передачи, прочие подбираются по табличным данным. Прямозубая передача легче всего в планировании и изготовлении, однако она отличается менее привлекательными рабочими характеристиками. Вращающий момент и остальные параметры подбираются в зависимости от установленной задачи во время проектирования конструкции.

Использование зубчатых передач

Сфере использования зубчатых передач очень обширны. Сегодня такие механизмы применяются в самых разных сферах промышленности. Проведенные исследования указывают на то, что в течении года делается несколько миллионов экземпляров таких изделий. Анализируя использование и назначение отметим приведенные ниже моменты:

1. Цилиндрическая передача применяется для увеличения или понижения передаваемого усилия. Примером их использования можно назвать двигатели внутреннего сгорания или коробки передач, буровые и металлургические установки, оборудование горнодобывающей промышленности.
2. Конусообразные передачи используют гораздо реже. Это в первую очередь связано с тем, что они наиболее сложны в изготовлении. Область использования – непростая механическая передача с переменными углами и изменением нагрузки. Примером можно назвать ведущие мосты ТС, а еще конвейеры и остальные устройства, используемые в агропромышленном сочетании.

Область использования зависит от конструктивных свойств механизма, а еще типа используемого материала при изготовлении.

На момент работы слышен однообразный спокойный шум. Если появляются сторонние звуки, то это может указывать на возникновение больших проблем, например, большого износа поверхности. Техобслуживание проходит так:

1. Зрительный осмотр требуется для того, чтобы убрать вероятность наличия трещин или сколов на поверхности.
2. Большое внимание уделяют тому, чтобы во время работы колеса правильно зацеплялись. Очень большой просвет может привести к большому износу и иным проблемам, так как нагрузка делится неровно. Изменение зазора проходит путем регулировки положения вала и подшипников.
3. На момент работы уделяют внимание тому, чтобы не появилось торцевое биение или иная неравномерность хода.
4. Для определения правильности хода на зубья наносятся метки с помощью специализированной краски. До момента их полного высыхания валы проворачивают пару раз. Форма отпечатка определяет то, как правильно соединение.
5. После высушивания краски уделяют внимание тому, чтобы точка касания была в средней части высоты зуба. Скорректировать положение можно путем установки специализированных подкладок под подшипники.
6. На момент обслуживания проходит добавление требующегося количества вещества для смазки. Как раньше было отмечено, без него намного увеличивается степень износа поверхности.

Периодичное обслуживание дает возможность значительно продлить срок их эксплуатации устройства. На момент осмотра устройства уделяют внимание также состоянию вала, подшипников и иных элементов, которые предоставляют стабильную и хорошую работу. Например, малый изгиб вала оказывается основой высокого износа конкретной части колеса. В очень сложных случаях происходит его обрыв.

Плюсы и минусы

Рассматриваемое устройство отличается неограниченным количеством достоинств и недостатков, которые в большинстве случаев формируют область использования. К положительным качествам отнесем такие моменты:

1. Долгий срок эксплуатации и большая надежность. Использование стали для ключевого материала во время изготовления механизма определяет то, что оно скорее всего прослужит в течение долгого периода. Поверхность зуба дополнительно закаливается для уменьшения степени износа.
2. При правильном и своевременном обслуживании срок эксплуатации намного увеличивается. Примером можно назвать использование смазывающего масла, его подачу в территорию контакта.
3. Устройство отличается малыми размерами. Благодаря этому увеличивается КПД зубчатой передачи.
4. Передача может использоваться для изменения скорости в довольно обширном диапазоне.
5. При правильном выборе колес можно убрать вероятность влияния на поверхность большой нагрузки.

Показатель КПД может варьировать в довольно обширном диапазоне, очень часто он ниже 70%.

Минусов у зубчатой передачи также очень много. Ключевыми можно назвать такие моменты:

1. При высокой частоты вращения рождается большой шум, который может создавать массу неудобства.
2. Устройство не может быстро реагировать на изменение нагрузок.
3. Важные элементы дороги в изготовлении, получить их возможно лишь при применении особенного оборудования.

Напоследок напомним, что привод угловой зубчатой передачей очень часто считается необходимым устройством. Во многих случаях важные элементы зубчатой передачи делаются в зависимости от того, какое устройство необходимо получить. Львиная доля деятельности производства машиностроительных заводов связана с непосредственным производством зубчатых колес разного типа.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.