Зубчатые передачи

Зубчатые передачи получили наибольшее распространение в механических устройствах всех отраслей промышленности и на транспорте.

Зубчатая передача – это трехзвенный механизм, в котором два подвижных зубчатых звена, образуют с неподвижным звеном (стойкой) вращательную (реже, поступательную) пару. Создано большое разнообразие зубчатых передач, как по форме зубьев, так и по форме зубчатых колес и расположению осей вращения. Наиболее распространенные из них приведены на рисунке 6.

Передаточное отношение зубчатой передачи:

 

u = w₁/w₂ = n₁/n₂ = z₂ /z₁, (5)

 

где z₁ и z₂ – число зубьев зубчатых колес.

Для передач без смещения

 

u = d₂ /d₁, (6)

 

где d₁ и d₂ – делительные диаметры зубчатых колес (диаметры окружностей, по которым обкатывается инструмент при нарезании зубьев).

Межцентровое расстояние в этом случае равно

 

a_w = (d₁+d₂)/2. (7)

 

Окружной модуль зубьев:

 

m = d₁ /z₁ = d₂ /z₂. (8)

 

 

а) б) в) г)

 

 

а - цилиндрическая прямозубая передача; б – цилиндрическая косозубая передача; в – коническая передача; г – червячная передача

 

 

Рисунок 6 – Виды зубчатых передач

 

В механическом оборудовании строительной индустрии зубчатые передачи используются, как в виде отдельных пар, так и в составе специальных агрегатов – редукторов. На рисунке 7 приведена конструкция смесителя принудительного действия СБ-35, а на рисунке 8 – его пневмокинематическая схема. Привод рабочего органа – ротора - состоит из мотора-редуктора и цилиндрической прямозубой передачи.

На рисунке 9 изображен глинорастиратель СМ-859, а на рисунке 10 – его кинематическая схема. Этот агрегат имеет многоступенчатый привод: электродвигатель – ременная передача – зубчатый редуктор – зубчатая цилиндрическая прямозубая передача – зубчатая коническая передача – рабочий орган. В результате частота вращения электродвигателя понижается до 5.2 об/мин.

 

 

 

Рисунок 7 – Бетоносмеситель СБ-35

 

 

1- мотор-редуктор; 2 – подшипник качения; 3 – редуктор; 4 – зубчатое колесо; маслораспределитель; 6 – влагомаслоотделитель; 7 – запорный вентиль; 8 - воздухораспределитель; 9 – пневмоцилиндр; 10 – смешивающее устройство

 

Рисунок 8 – Пневмокинематическая схема бетоносмесителя СБ-35

 

 

 

Рисунок 9 – Глинорастиратель СМ-859

 

Рисунок 10 – Кинематическая схема глинорастирателя СМ-859

 

Расчеты зубчатых передач стандартизированы, опираются на опытные данные ([11], [12]). Активные поверхности зубьев рассчитываются на контактную усталость, а сами зубья рассчитываются на усталость при изгибе. При этом допускаемые напряжения определяются по эмпирическим коэффициентам с учетом характеристик материала и количества циклов напряжений.

Пример расчета зубчатой цилиндрической передачи приведен в Приложении Г1. Для расчета так же используется расширение Notebook системы Matlab.