Виды шестеренчатых передач: Виды зубчатых передач.

Зубчатая передача и зубчатые передачи виды и типы.

В современном машиностроении и приборостроении применяются самые разные по своему виду зубчатые колеса, зубчатые секции и рейки. Особенно широко применяются в практике машиностроения и приборостроения цилиндрические и конические зубчатые колеса. Вид зубчатого колеса определяется поверхностью заострения зубьев, так как например, если поверхность заострения цилиндрическая, зубчатые колеса называются цилиндрические. Если поверхность заострения зубьев коническая, то и колесо считается коническим. Зубчатые колеса могут иметь прямые и непрямые зубья. Цилиндрические колеса с косыми зубьями. Конические колеса с непрямыми зубьями Колесо с шевронным зубом. Оно способно выдерживать особенно большие силовые нагрузки. Зубчатые колеса отличают и по профилю самого зуба. Эвольвентные колеса с наружными и внутренними зубьями. Профиль зуба колеса может быть и не эвольвентным, например колеса круговым профилем зуба. В часовой промышленности обычно применяются колеса с циклоидальным профилем зуба. 

Характеристики зубчатого зацепления:

• Диаметр:
• Количество зубьев;
• Шаг;
• Высота зубца;
• Модуль зубчатого колеса.

Разновидности модуля это основной. он самый распространённый и торцевой.Рассчитать модуль можно взяв высоту зуба и разделив её на 2,25.

Типы Зубчатых передач — колесо зубчатой передачи

Зубчатые колеса могут входить в состав зубчатых передач различного типа. В машиностроении большинство передач выполняют одновременно и силовые функции, в тяжелых и мощных машинах нагрузки на зубья могут измеряться тоннами, а передаваемые мощности тысячами киловатт. В часовой промышленности и в приборостроении зубчатые передачи выполняют в основном кинематические функции, осуществляя лишь преобразования угловых скоростей. 

Виды зубчатых передач и зубчатых колес

Все эти разнообразные зубчатые передачи вне зависимости от назначения в своём простейшем назначении представляют собой 2 зубчатых колеса смонтированных на стойке.

Пара зубьев передачи образуют высшую кинематическую пару называемую зубчатым зацеплением. Оси колес зубчатой передачи могут быть параллельны такая передача называется цилиндрической. Коническая передача. Здесь оси зубчатых колес пересекаются это позволяет передавать движения под любым углом между осями. Зубчатые передачи с перекрещивающимися осями колес получили название гиперболоидных. 

Любые зубчатые передачи разделяются по признаку расположения оси мгновенного относительного движения. Особенно хорошо это можно наблюдать на примере цилиндрических передач. Если ось мгновенного относительного движения расположена между осями колес точка Р, то пары зубьев образуют внешнее зацепление. Если ось мгновенного относительного движения находится вне осей колес, то такое зацепление называется внутренним зацеплением. Передачи с внутренним зацеплением позволяют добиться большой компактности передачи и широкого разнообразия передаточных отношений. Все передачи цилиндрические, конические, гиперболоидные с внешним и с внутренним зацеплением могут иметь

постоянное и переменное передаточное отношение. Зубчатые передачи с постоянным передаточным отношением. Зубчатые передачи с параллельными осями колес получили название цилиндрических, так как аксоиды у колес передачи представляют собой цилиндры. Самая распространенная на практике цилиндрическая зубчатая передача имеет эвольвентное зацепление. В цилиндрических эвольвентных передачах как и в других общая нормаль к взаимодействую профилю зубьев проведенная через точки касания зубьев обязательно проходит через поле зацепления. 

Если диаметр основной окружности эвольвентного зубчатого колеса равен бесконечности, то колесо превращается в зубчатую рейку. Зубчатое зацепление колеса с рейкой преобразует вращательное движение колеса в поступательное движение рейки и широко используется в машиностроении. Профили зубьев колес передающих вращение могут быть очерчены необязательно по эвольвенте, они могут быть построены и по другим кривым.

Цепочная передача это разновидность циклоидальной передачи. 

Современное машиностроение предъявляет зубчатым передачам всё более и более повышенные требования как по плавности и бесшумности хода, так и по силовым нагрузкам. Поэтому разрабатываются всё новые и новые разновидности зубчатых передач например передача Новикова с выпукло вогнутым круговинтовым зацеплением с точечным контактом. Цилиндрические зубчатые передачи имеют наиболее массовое практическое применение. Купить зубчатую передачу можно тут

Конические Зубчатые передачи. 

Зубчатые передачи с пересекающимися осями колес получили название конических, так как аксиоиды у колес передачи круглые конусы. Конические зубчатые передачи могут состоять из колес с прямыми зубьями, но наибольшее распространение получили конические передачи, где колёса имеют непрямые зубья. Коническая зубчатая передача может быть составлена из цилиндрического конического колеса. Могут иметь точечный контакт, но это не обязательно Это пара колёс имеет линейный контакт. 

•  Гиперболоидные зубчатые передачи. 

Зубчатые передачи с перекрещивающимися осями колес получили названия гиперболоидных, так как аксоиды у колес передачи гиперболоиды, оси в этих передачах перекрещиваются угол между осями колес гиперболоидной передачи почти всегда равен 90 градусам Однако он может быть и другим. Гиперболоидные колеса на практике не употребляют при точечном контакте зубьев в качестве начальных поверхностей. У колес используется цилиндрические либо конические поверхности как более простые. Это позволяет применять цилиндрические и конические колёса. Для передача значительных на нагрузок при больших передаточных отношений применяют червячные передачи. В состав червячной передачи входит в качестве малого зубчатого колеса червяк. Его начальная поверхность чаще всего цилиндрическая. Для увеличения площади контакта между зубьями и червячной пары иногда используют червячное колесо охватывающей формы. Дальнейшим развитием червячной передачи является использование глобоидного червяка, он имеет в вогнутой у форму. Если червяк и червячное колесо конический, то червячная передача называется спироидной. Гиперболоидная передача может быть составленном из конического и цилиндрического колеса. В автомобилестроении широко применяется разновидность гиперболоидной передачи гипоидная передача, состоящие из двух конических колёс. Например задний мост автомобиля.

 Зубчатые передачи с переменным передаточным отношением 

Настоящее время открываются широкие возможности применения передачи с переменным передаточным отношением, которые проектируются на основании заданного закона изменения передаточного числа. Если например в цилиндрических передачах с постоянным передаточным отношением положение полюсов зацепления на линии центра постоянно, то в зубчатых передачах с переменным передаточным отношением полюс зацепления перемещается по линии центров. Передачи с переменным передаточным отношением могут быть с параллельными осями, с пересекающимися и перекрещивающимися осями. Они могут быть также с внешним и внутренним зацеплением. 

Планетарные передачи. 

Передача в которой ось хотя бы одного колеса перемещается в пространстве называется планетарной. Малое колесо сателлит с помощью водила совершает сложное движение перемещаясь по большому колесу. Возможности планетарных передач очень велики,например при определенном соотношении числа зубьев у колес планетарной передачи можно обеспечить поступательное движение любой точке на начальной окружности сателитаили или поступательное движение одного из сателлитов. Зубчатые планетарные передачи особенно широко применяются в планетарных редукторах. Разновидностью зубчатой планетарной передачи со степенью подвижности больше единицы являются дифференциалы. Они осуществляют алгебраическое сложение или вычитание угловых скоростей. Дифференциалы могут быть составлены из цилиндрических или конических колес. В последнее время появились волновые зубчатые передачи с гибким колесом , отличительной способностью этих передач является возможность получения больших передаточных отношений и большого числа контактирующих пар зубьев за счет деформации гибкого зубчатого колеса.

 

Зубчатые передачи имеют многовековую историю. Современная техника предъявляет к ним всё более высокие требования. Дальнейшее развитие зубчатых передач важнейшая задача теории машин и механизмов. Купить шестерни можно тут

Виды зубчатых колёс.

Состав зубчатого колеса довольно прост: тело и зубья, каждое из которых делится на составляющие в виде головки и ножки.

Колеса подразделяются по форме продольной линии каждого отдельно взятого  зуба, например:

В тех случаях, когда необходимо использовать невысокую (или среднюю) окружную скорость, лучше использовать прямозубые зубчатые колеса. При повышенных окружных скоростях и при необходимости бесшумности, используют косозубые колеса. А для третьего вида зубчатых колес характерна взаимозаменяемость осевых сил из-за того что зубья имеют форму как буква V. Спектр данных комплектующих очень разнообразен, для каждого единичного случая можно подобрать наиболее подходящую деталь. Описание зубчатых колес и зубчатых передач можно посмотреть тут

В зависимости от требований к нормам точности и нормативов для передачи, происходит выбор метода обработки таких комплектующих, это обусловлено сферой  применения этих деталей. Их изготовление происходит на различных станках разнообразными способами:

виды и типы, достоинства и недостатки, область применения, назначение, общие сведения, из чего состоят, где применяются, характеристики, определение, принцип действия

08.07.2020

Огромное количество устройств с механическими деталями использует принцип переноса силового усилия, вращательного момента, направления давления посредством особого способа. И именно его мы сегодня и затронем в обзоре. Мы разберем типы и виды, применение и назначение, преимущества зубчатых передач. А также рассмотрим смежные моменты.

Общее описание

Для того чтобы передать усилия, ранее использовался повсеместно лишь один метод — ременный, который имел важное промежуточное звено — ремень. В нашем же случае способ меняется. Ненужный переходник исключается, вместо него появляется сцепление между элементами.

Таким образом, увеличивается не только уровень надежности и минимизируется размер всей системы, но также достигается и еще одно важное преимущество. Снижается расход энергии, необходимый для активации всей конструкции.

Существует масса ключевых факторов, которые определяют эффективность, сферу применения механизма. Разумеется, важным аспектом становятся габариты, материал производства и точность.

Если говорить про общие сведения о зубчатых передачах, нужно знать, что в хорошем продукте между зубьями всегда присутствует зазор. Они не располагаются вплотную. Иначе скольжение будет невозможным по определению. А также будет крайне неудобно смазывать подвижные части. Эксплуатационный срок, равно как и эффективность применения будет значительно снижена. Не нужно забывать, что многие типы производства подразумевают образование высоких температур на производственных площадках. А сами механические детали во время работы ввиду банальной силы трения разогреваются. Значит, металл будет расширяться, незначительно увеличиваться в размерах. И без зазора зубья просто встанут, упираясь друг в друга и заблокировав дальнейший ход.

Поэтому выбор конечного продукта всегда стоит останавливать на том, что точно не подведет. Именно поэтому мы в компании «Сармат» всегда внимательно относимся к деталям. И любая часть наших станков и иной продукции отвечает не только всем требованиям нормативной документации, но и желаниям наших клиентов.

Элементы конструкции зубчатой передачи

Данное устройство по своей сути является довольно простым. В нем используется минимальное количество составных частей. Соответственно, это значительный плюс в пользу эксплуатационного срока. Как бы далеко ни шагнула наука и прогресс — чем проще механизм, тем реже он ломается. Это факт, с которым невозможно спорить.

Хотя, говоря о герое нашего обзора, в первую очередь в воображении предстает колесо, но это лишь вершина айсберга. Посмотрим более подробно:

• • Практически во всех моделях присутствует корпус. Он необходим для надежной фиксации всех частей в условиях одной системы. А также не позволяет смазочным материалам утекать, тратиться впустую. Габариты и форма конуса допускается различная. Конкретика опирается на задачу, которую и должен выполнять инструмент.
• • Колеса. Разбирая разновидности, какие передачи называют зубчатыми в принципе, в голову сразу приходят шестерни. Их по стандарту две штуки. Если не подразумевается посредников, всегда есть ведущее и ведомое. Первое получает импульс силы, поворачивается по своей оси, заставляет двигаться второе. Крутящий момент зависит от качества сцепления между ними.
• • Вал. Главный двигатель, который и содержит в себе импульс. Получает он его уже непосредственно источника. В большинстве случаев таковым выступает привод на электрике. Крепится данная часть уже на само колесо. А значит, его форма также подбирается исходя из всей системы в целом. Допускается ступенчатые варианты при необходимости.
• • Подшипники. Характеристики и определение зубчатых передач подразумевает подвижность колес. Но для обеспечения подобного необходимо крепить вал не напрямую, а с помощью промежуточных переходников. Ими и становятся подшипники. Поскольку в этом месте происходит толчок подвижности, его тоже нужно регулярно обрабатывать смазочными материалами.

Стоит также осознавать, что основа для любой шестерни – это зубья. Они и подарили название всей системе. Величина, количество, периодика расположения отличает виды друг от друга. Наклон тоже может существенно меняться в различных моделях.

Важно уточнить, что эти шестерни устанавливаются на вал через прессование. В результате общая конструкция обладает изрядной прочностью, а холостой поворот колеса исключается по определению. А это означает, что будет меньше потерь энергии. В большей части случаев снижается расход электрического тока, служащего источников для движения вала.

Как классифицируются зубчатые передачи

Сложно выделить единую градацию, на которую бы опирался каждый производитель. Существует значительное количество разнообразных факторов, становящихся фундаментальными в зависимости от задач на производстве. Поэтому и используется несколько вариаций группировки.

Посмотрим, по каким аспектам разделяют эти инструменты на подвиды:

• • Основываясь на расположении осей по сравнению друг с другом. Так появляются параллельные типы, а также пересекающиеся. Отдельной строкой идут перекрещивающиеся. Разумеется, первый вариант – самый простой. И чаще всего выбирается именно он. Но существуют нетипичные задачи, где приходится использовать иные способы. Под осями подразумеваются механизмы, которые крепят колеса.
• • Также некоторые классы опираются на расположение зубьев. Так у нас появляются внутренние и наружные варианты. Эффективность их напрямую опирается на всю систему. Панацеи нет. Им сказать, кто лучше не получится. Используются чаще наружные, но нельзя утверждать, что они результативнее.
• • Корпус тоже имеет значение. Мы уже уточнили, зачем он нужен. Но пока не рассказали, что существуют модели с открытым типом оболочки. И что примечательно, такой вариант работает в принципе без внешней смазки. Сухой ход, как это принято называть. А закрытая модель – ближе к стандарту.
• • Следует внимательно относиться и к размеру. Корректнее – к протяженности окружности. Чем она длиннее, тем больший путь проходит точка при одиночном повороте колеса. Соответственно, выделяют тихоходные и скоростные. Но стоит понимать, что динамика все же зависит от вала. Какой импульс он передаст. А форма лишь подскажет, сможет ли колесо справиться с ним и применить его по назначению.

Основные достоинства и недостатки зубчатых передач

Ключевые преимущества видны невооруженным взглядом. Это:

• • Длительный срок эксплуатации. Мы уже пояснили, что простой инструмент редко ломается. А в обозначенном случае мы имеем дело с крепким металлом, отсутствием ломких деталей, закаленной частью, соприкасающейся с партнером (зубьями). Поэтому такой механизм по праву можно считать долгожителем.
• • Простая регулировка скорости. Масса вариантов настройки, установки.
• • Высочайший уровень КПД при небольших затратах.
• • Компактность. Что особенно важно. Ведь минимальный размер всего механизма позволяет сэкономить место в устройстве. Как пример, зубчатая передача позволяет сделать более компактный насос, сохраняя высокую мощность.

Но и минусы тоже существуют:

• • Динамически во время работы невозможно сменить темп.
• • Дороговизна, а также сложность. Выполнить кустарными методами, как муфту или что-то схожее, не выйдет. Необходимо обращаться к профессиональным производителям. И одним из лучших вариантов будет «Сармат». Где при эталонном качестве продукта не задираются расценки выше среднерыночных. Что редкость для современной экономической ситуации.
• • Шумовой эффект. Избавиться от аспекта не получится, и чем выше скорость, тем сильнее будет сопровождающий работу звук. Вращательное движение не может быть беззвучным, зацепление зубьев делает свое дело. Такой способ является очень надежным, но и весьма шумным.

Типы

А теперь пройдемся по конкретным представителям своего жанра. Сначала остановимся на наиболее общих группах. А после уже перейдем к узким нишам.

Конические

Название говорят за себя. Основа колеса имеет форму конуса. Оси в таком варианте всегда перекрещиваются. Есть и иные отличительные стороны. Как непрямые зубья. Хотя, в принципе существует и аналог с прямыми, просто это менее распространенный выбор.

Примечательно, что в результате форму позволяет увеличить площадь соприкосновения между элементами. А угол достигает 90 градусов. Поэтому фиксация, по заверению экспертов, становится более надежной. Также интересно то, что зубья утолщаются от основания к вершине. А значит, после зацепа они весьма надежно держатся за партнеров. И соскальзывание почти полностью исключается.

Понятие, принцип действия зубчатой передачи конической формы строится на надежности. Но нельзя сказать, что это экономичный вариант. Ведь он неотвратимо теряет в среднем 15% импульса, который передает ему вал. Прямой угол просто не позволяет сохранить всю прилагаемую силу.

С переменным передаточным отношением

Это относительно новое веяние в сфере. Смысл строится на том, что в стандартном механизме положение полюса зацепления всегда остается неизменным, статичным. А в этом прогрессивном виде оно «гуляет», изменяется под среду и нужды. Нельзя сказать, что это очень популярная разновидность, но в определенных случаях он показывает весьма завидные результаты.

Планетарные

Их еще можно назвать подвижными. В этом варианте ось колеса может перемещаться. Чтобы было яснее, в механизме шестерни не крутятся на месте, а более мелкое «бегает» по крупному. Движением становится намного разнообразнее, приходится пройти весь круг. И ось должна двигаться по траектории, меняя свое положение постоянно.

Разновидности колес

А теперь разберем основные виды, параметры зубчатых передач в зависимости от колес. Это самая популярная градация, на которой основываются чаще всего.

Цилиндрические

Наиболее распространенный способ. Используется два колеса с различным количественным фактором зубьев. Характеризуются постоянным передаточным отношением, никаких «плавающих» переменных. Оси по традиции параллельные. Существуют две вариации реализации такого механизма, с повышающим и понижающим фактором. В первом случае отношение количества зубьев больше единицы, во втором, соответственно, меньше.

Коническая

Об этой вариации мы уже немного поговорили. Смысл заключается в наличии угла между элементами. Разумеется, такой подход снижает КПД. Но для пущей надежности, особенно если подразумеваются высокие скорости вращения – это идеальное решение.

Червячная

Особый тип. В этом случае используется скрещивание осей. И принцип работы зубчатой передачи строится на заходах, каждый из которых немного тормозит движение. Меньшее колесо описывает от одного до четырех кругов по крупному собрату. Ход в обратную сторону, кстати, в такой конструкции не допускается. Сила трения слишком велика, она просто не позволит пойти назад. Зачастую к общему набору составных частей добавляются еще и редукторы.

Механизмы

Помимо описанных вариаций, есть еще парочка, которые являются более редкими, но все столь же результативными. В первую очередь, реечная. Используется не для передачи крутящего момента. Напротив, здесь вращательное движение проходит преобразование с помощью рейки. И на выходе мы видим поступательное. Возможен и обратный процесс.

А также существуют винтовые. Они весьма точны и надежны, поэтому реализуются в различных компактных приборах. Но есть и негативная сторона. Проседает эксплуатационный срок, соприкосновение почти без зазоров, а значит, поверхность просто стирается при работе.

Форма и характеристика зуба

Мы уже пояснили, из чего состоит зубчатая передача. И главным фактором колеса являются зацепы. Поэтому конструкция так и называется. Но им пока уделили недостаточно внимания. А ведь у них есть свои отличительные стороны и видовое разнообразие.

Это:

• • Прямые. Используется повсеместно, нет отклонений по оси.
• • Косые. Значительно повышает уровень сцепления. Но начинает страдать КПД. Да и срок службы снижается.
• • Шевронные. Смысл кроется в снижении нагрузок на подшипник. Оси не давят на элемент, что выгодно при длительной работе.
• • Внутренние. Прекрасно функционируют на изгиб. А также практически единственный тип, который не создает сильный шумовой эффект при эксплуатации.

Материалы

Чаще всего используется сталь. Но более мягкая и дешевая в вале и подшипниках. И максимально жесткая в колесах. Ведь они постоянно контактируют, трутся, давят. Поэтому применяется не только легированная сталь или углеродная, но и специальные методы обработки. Азотирование как вариант, а также цементирование. Закалка поверхностного уровня.

Любопытно, что в середине зацепы куда мягче, чем на поверхности. Ведь если сделать их твердыми по всему объему, они начнут ломаться при постоянных нагрузках, станут хрупкими. А если учитывать сферы, где применяются зубчатые передачи, особенности использования – такого допускать нельзя.

Геометрические параметры колес

Есть определенные нюансы конструкционного плана. Боковые стороны всегда соприкасаются. Это главная точка поверхности, передающая импульс. А угол всегда подбирается с учетом смещения, чтобы при некорректной работе не заблокировались шестерни.

Поэтому важно учитывать: диаметр, длину окружности, размер зацепов, периодику, частоту. Все эти параметры указываются в сопутствующей документации. И должны точно соответствовать требованиям нормативов.

Методы обработки

Для пущей надежности каждая деталь после производства и обкатки проходит еще термическую закалку. И это обязательный процесс для продукта, который прослужит долго. В большей части случаев термообработки хватает, но есть некоторые детали, которые используются в высокоточных приборах. И тогда уже понадобится еще шлифовать каждый продукт.

Области применения

Существует масса промышленных сфер, где с успехом нашли свое отражение такие конструкции. Проще найти отрасль, где их нет. От точных приборов до гигантских буровых установок. Используются в двигателях внутреннего сгорания, а значит, почти в каждом виде транспорта на земле: станки, конвейеры на фабричном производстве и в цехах. Даже в небольших элитных наручных часах применяется все тот же принцип. Просто без электрического привода.

Изучив классификацию и область применения зубчатых передач, остается только пожелать вам подобрать грамотный продукт для своего производства. И гидом, помогающим обойти все перипетии современного рынка, станет компания «Сармат».

Зубчатые передачи — общие сведения на видео, типы передач и применение в промышленности

Зубчатые передачи состоят из шестерен, сцепленных между собой. Они передают вращающий момент от одной детали к другой и изменяют часто вращения.

В рамках данной статьи мы постараемся на пальцах рассказать о конструкции зубчатой передачи и принципах ее работы, видах, а также применения на практике.

Общие сведения: что представляет собой зубчатая передача

По внешней окружности зубчатого колеса нарезаны выступы. Зубчатая передача состоит из 2 или более шестерен (зубчатых колес), сцепленных между собой. Она может изменять направление вращения и его частоту, а также вращающий момент от входного вала к выходному.

Зубчатые передачи могут менять направления вращения, частоту и вращающий момент. Зубчатые передачи различают по взаимному расположению осей.

Наиболее распространенные виды зубчатых передач далее приведены на фото.

Частота вращения зубчатой передачи

Сцепленные зубчатые колеса вращаются в противоположные стороны. Быстрота вращения называется частотой и выражается в оборотах в минуту, об/мин.

Отношение частот вращения 2 шестерен зависит от числа зубьев на них. Частоты вращения колес совпадают, если они имеют одинаковое количество зубьев. Если же количество зубьев разное, то колесо с меньшим числом вращается быстрее, чем колесо с большим числом зубьев.

Если число зубьев колес составляет 8 и 16, то передаточное отношение равно 1:2. Отношение частот вращения соответсвенно равно 2:1. Если малое колесо вращается с частотой 50 об/мин, то частота вращения большого колеса будет 25 об/мин.

Колесо с 8 зубьями сцеплено с 16-зубчатым колесом. Поворот малого колеса вращает большое колесо, причем частота вращения второго колеса в 2 раза меньше, а вращающий момент на его валу в 2 раза больше.

Момент зубчатой передачи

Зубчатое колесо можно представить как комбинацию колеса и рычагов. Каждый зуб работает словно рычаг, один конец которого закреплен в центре колеса. В передаче зубья ведущего колеса, посаженной на входной вал, передает усилие на зубья другого колеса. Когда ведущим является маленькое колесо, то происходит выигрыш в силе. На валу большого колеса развивается большой вращающий момент, но оно вращается с меньшей частотой, то есть медленнее.

Зубчатая передача в коробке передач автомобилей

В состав трансмиссии автомобиля входит коробка передач, которая в зависимости от способа переключения передач бывает автоматической (АКПП) и механической, с помощью которой изменяют передаточное отношение.

Частота вращения и вращающий момент на валу двигателя должны соответствовать нагрузке на колеса. При подъеме в гору нужен большой момент при малой скорости, движение по трассе не требует большого момента, зато колеса должны вращаться быстрее.

Цепные передачи и их применение

В некоторых механизмах используются разновидности зубчатых колес (их называют звездочками), соединенные цепью. Примером такого механизма является велосипед.

Зубцы звездочек входят в пазы цепи. Оба колеса цепной передачи вращаются в одном направлении. Как и у зубчатой передачи, изменение частоты вращения и передаваемого момента зависит от числа зубцов на звездочках цепной передачи.

Гибкая цепь соединяет звездочки цепной передачи велосипеда. Цепь можно перекидывать на звездочки разного размера и таким образом менять передаточное отношение приспасабливаясь к дорожным условиям. На видео велосипедный мастер рассказывает об особенностях велосипедной цепной трансмиссии, а также об эффективном способе ее очистки.

41.Виды зубчатых передач

Виды зубчатых передач

Зубчатые передачи являются разновидностью механических передач, работающих на принципе зацепления. Их используют для передачи и преобразования вращательного движения между валами.

Зубчатые передачи отличаются высоким КПД (для одной ступени – 0,97- 0,99 и выше), надежностью и длительным сроком службы, компактностью, стабильностью передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания. Зубчатые передачи применяют в широком диапазоне скоростей (до 200 м/сек), мощностей (до 300 МВт). Размеры зубчатых колес могут быть от долей миллиметра до нескольких метров.

К недостаткам можно отнести сравнительно высокую сложность изготовления, необходимость нарезания зубьев с высокой точностью, шум и вибрация при высоких скоростях, большую жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

Передаточные числа в редукторных передачах могут достигать 8, в открытых передачах – до 20, в коробках передач – до 4.

По расположению зубьев различают передачи с наружным и внутренним зацеплением.

Конструктивно зубчатые передачи большей частью выполняются закрытыми в общем жестком корпусе, что обеспечивает высокую точность сборки. Лишь тихоходные передачи (v < 3 м/сек) с колесами значительных размеров, нередко встроенных в конструкцию машин (например, в механизмах поворота подъемных кранов, станков), изготавливаются в открытом исполнении.

Чаще всего зубчатые передачи применяют в качестве замедлительных (редукторов), т.е. для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента, но также с успехом используются для повышения скорости вращения (мультипликаторы).

Для предохранения рабочих поверхностей зубьев от заедания и абразивного износа, а также для уменьшения потерь на трение и связанного с этим нагревания, применяют смазку. Закрытые передачи обычно смазываются жидкими минеральными маслами, окунанием колес или принудительной подачей масла к зацепляющимся зубьям. Открытые передачи смазываются консистентными смазками, периодически наносимыми на зубья.

о расположению зубьев различают передачи с наружным (рис. 2.1а-в) и внутренним зацеплением (рис. 2.1г).

По профилю зубьев колес передачи подразделяют: на передачи с эвольвентным зацеплением, в котором профили зубьев очерчены

эвольвентами; на передачи с циклоидальным профилем; на передачи с зацеплением Новикова. Далее в пособии будут описываться только передачи эвольвентного профиля с наружным зацеплением.

Шестерня – это зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев (чаще всего – ведущее). Колесо – это зубчатое колесо передачи с большим числом зубьев. Термин «зубчатое колесо» можно применять как к шестерне, так и к колесу зубчатой передачи.

Цилиндрические зубчатые передачи бывают прямозубыми,

косозубыми и шевронными.

Прямозубые колеса (рис. 2.1а) применяют преимущественно при невысоких и средних окружных скоростях, при большой твердости зубьев (когда динамические нагрузки от неточностей изготовления невелики по сравнению с полезными), в планетарных передачах, в открытых передачах, а также при необходимости осевого перемещения колес (в коробках передач).

ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Червячных передач (или винт) можно рассматривать как передачу одного зуба

Червячные передачи имеют некоторые особые свойства, которые делают их отличимых от других передач. Во-первых, они могут достичь очень высоких передач произведенных за одну движение.Потому что большинство червячных передач имеет только один нагруженный зуб, передаточное отношение это просто число зубьев на соединение передач. Например, червячных пара передач в паре с 40-

зубый цилиндрический редуктор имеет соотношение 40:1. Во-вторых, червячные передачи имеют гораздо более высокие трения (и ниже эффективность), чем другие типы передач. Это потому, что профиль зуба червячных передач постоянно скользят по зубам сопряженных передач. Это трение становится выше, тем больше нагрузка на передачу. Наконец, червячая передача не может работать с обратным эффектом . В анимации ниже , червячные передачи на зеленой оси ведет синие зубчатое колесо на красной оси. Но если вы включите красную ось в качестве ведущей , то червячных передач не получится. Это свойство передачи может применяться для остановки -блокировки вещи на определенном месте, без скатывания назад , например ворота гаража.

ЛИНЕЙНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Это средство преобразования вращательного движения от оси вращения или шестерни в поступательное движение зубчатой рейки. Шестерня вращается , и толкает рейку вперед , поскольку в ней перемещаются зубы шестерни . Регулируется например меньшим количеством зубов на ведущей шестерни и большим на рейке . движение в рейки будет пропорционально количеству зубьев на шестерне

ДИФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА

Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Почему для этого нужен дифференциал ? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость

вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой). При жесткой же связи колёс ведущего моста

и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий

момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

ГОСТ, параметры, виды, типы, расчет

Основу конструкции любого механизма составляют элементы, призванные передать механическое усилие от двигателя на рабочий орган. В зависимости от принципа действия принято различать несколько видов таких передач: клиноременные, фрикционные или червячные. Но самое широкое распространение в технике получили зубчатые передачи.

Такие механизмы в простейшем случае использующие сопрягаемую пару, включающую ведущую шестерню и колесо зубчатое. Благодаря зубчатой форме поверхности эти элементы входят в зацепление между собой и за счет этого передают вращение с одного вала на другой. Кроме возможности передать механическую мощность, такая передача способна обеспечить изменение скорости вращения выходного вала, относительно входного. Благодаря таким свойствам, практически в каждом промышленном механическом устройстве встречается редуктор, понижающий скорость вращения или мультипликатор, наоборот увеличивающий ее. В более сложных механизмах, так называемых коробках передач, группа зубчатых колес способна выполнить ступенчатое изменение скорости.

Широкое распространение зубчатые передачи получили благодаря высокой надежности и способности передавать момент в большом диапазоне нагрузок и скоростей вращения. При этом конструкция таких механизмов отличается относительной простотой и компактностью. Зубчатые передачи не предъявляют высоких требований к обслуживанию и характеризуются длительным сроком службы.

Наряду с очевидными достоинствами, этим механизмам присущ и ряд недостатков. В отличие от других типов передач, они более сложны в изготовлении, требуют более высокой точности обработки и применения специализированного обрабатывающего оборудования. Выбор материалов для зубчатых колес должен обеспечить сопротивляемость значительным механическим усилиям. Высокая жесткость, реализуемая зубчатой передачей, способствует минимизации потерь при передаче механической энергии. КПД таких механизмов приближаются к абсолютным значениям. Но при этом конструкция не позволяет преодолевать большие значения динамической нагрузки, что часто приводит к разрушению механизма. Еще одним негативным явлением, возникающим в процессе работы зубчатой пары, становится шум. Его уровень напрямую связан частотой вращения механизма и зависит от качества изготовления колес.

Виды зубчатых колес

Само название зубчатой передачи отражает ее конструкцию. В простейшем случае в состав такого механизма входят два вращающихся диска, на боковой поверхности, которых выполнены зубья. В процессе работы эти зубья зацепляются между собой. Колесо, связанное с источником вращающего момента, увлекает за собой второе. В итоге ведомый вал начинает вращаться.

В зависимости от направления передачи энергии используются разные обозначения зубчатых колес. Элемент, к которому присоединен вал двигателя, называется ведущим зубчатым колесом. В понижающих передачах оно характеризуется небольшим диаметром и малым числом зубьев. В технической литературе этот элемент часто называют шестерней. Сопрягаемое с ней колесо большого диаметра с большим числом зубьев называется ведомым. Вал этого колеса используется для передачи мощности на рабочий орган исполнительного механизма. Более сложные виды передач используют большее количество зубчатых колес. Например, такие устройства используются для реализации возможности отбора мощности от одного вала на несколько устройств или переключения скоростей вращения.

Высокие технические характеристики передачи и различные направления применения привели к созданию большого числа вариантов зубчатых колес. Наиболее простыми и распространенными из них являются цилиндрические прямозубые колеса. Зуб такой детали расположен на боковой поверхности колеса, параллельно оси. Второе колесо механической передачи имеет аналогичную геометрию. Оси обеих колес должны располагаться параллельно, на строго заданном расстоянии. Высокая технологичность изготовления этого типа деталей способствует массовому применению прямозубых  передач в различных отраслях промышленности.

Из недостатков следует отметить только невысокий предельный момент.  В сложных условиях работы используют другие виды зубчатых колес. Благодаря изменению геометрии зацепления, такие передачи обладают улучшенными свойствами. Например, для передач повышенной мощности проектируют косозубые колеса. В них ось зуба расположена под углом к оси вращения, за счет чего достигается большая зона контакта сопрягаемых деталей. В механизмах, характеризующихся сверхтяжелыми нагрузками, применяют шевронные модели. Зацепление в такой передаче выполняется на основе V-образных зубьев, чем обеспечивается оптимальное распределение нагрузки. Еще один вид зуба, называемый, круговым или криволинейным, выполняется в виде дуги. Он обеспечивает улучшенные механические характеристики, но достаточно трудоемок в изготовлении, поэтому большого распространения не получил.

Профиль или поперечное сечение зуба в механических передачах может быть практически любым. Встречаются варианты с треугольным, трапециевидным, прямоугольным или круглым профилем. Всем им, несмотря на простоту изготовления, свойственны недостатки, связанные с неравномерностью зацепления. Поэтому, в современных механических передачах, профиль чаще всего выполняется эвольвентным. Он представляет собой сложную кривую, обеспечивающую постоянное качество зацепления, вне зависимости от углового положения отдельных деталей и как следствие постоянство передаточного отношения.  Такой профиль показывает оптимальные характеристики и относительно прост в изготовлении.

Кроме вида и профиля зуба, принято выделять и место его расположения. В зависимости от назначения, элементы зацепления могут быть расположены на внешней или внутренней части колеса. Также встречаются колеса   с расположением зацепляющихся элементов со стороны торцевой части. Подобные шестерни называют корончатыми. Область их применения достаточно узка, поэтому встречаются они сравнительно редко. Гораздо более широкое применение получили передачи конического типа. Элементы зацепления в таких механизмах выполнены на поверхности усеченного конуса. Результирующее расположение конических шестерен подразумевает разное положение их осей в пространстве.

Еще один вид зубчатой передачи применяется в механизмах, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное. Общее название таких устройств — рейка-шестерня.

Ведущий элемент такой передачи выполнен в виде обычного зубчатого колеса. Ведомая деталь представляет собой рейку, с нанесенными на одной из граней, зубьями. Вращение шестерни приводит к продольному перемещению рейки. Подобные передачи широко распространены в станочном оборудовании.

С зубчатыми колесами часто сравнивают звездочки цепных передач. Схожая форма деталей приводит к путанице. На самом деле цепная передача имеет иной принцип действия, а конструкция звездочки рассчитывается по собственным формулам.

Редкие модели

В общем случае считается, что зубчатое колесо должно иметь цилиндрическую форму. Но встречаются модели и некруглого типа. Главной их особенностью является переменное передаточное отношение, зависящее от угла поворота детали. Сегодня разработаны модели треугольной и квадратной формы, а также эллиптические шестерни. При постоянном вращении ведущего вала эти модели обеспечивают неравномерную скорость выходного. Высокая сложность изготовления и ограниченная область применения не дали подобным конструкциям широкого распространения. Тем не менее, сегодня встречаются отдельные устройства, в составе которых можно встретить некруглые шестерни. Примером могут служить редукторы некоторых насосов или специфические измерительные приборы.

Конструкция зубчатого колеса

Несмотря на кажущуюся простоту, в технике принято выделять несколько отдельных частей зубчатого колеса. Как и любое другое колесо, зубчатый вариант в своей основе имеет диск необходимого диаметра. Основной частью является обод, на боковой или торцевой поверхности которого выполнены зубья. Все вместе они образуют так называемый венец зубчатого колеса. Геометрия зубьев различна у разных типов зубчатой передачи. Сам зуб условно разбивается на несколько частей. Наружная часть называется вершиной. Прилегающие к ней боковые поверхности носят название головки зуба. Внутренняя часть именуется ножкой зуба. Две соседние ножки образуют впадину зубчатого колеса.

Для крепления на валу механизма в центре диска изготавливается ступица со сквозным отверстием. Форма отверстия зависит от геометрии сечения вала и может быть цилиндрической, квадратной или многоугольной. При использовании цилиндрических валов, в ступице обычно выполняют шпоночный паз.

С целью уменьшения веса толщина диска колеса выполняется обычно меньше, чем толщина ступицы или обода. Также для этого в теле диска могут присутствовать окна разнообразной формы.

Основные параметры

Для обеспечения подвижности и работоспособности, конструкция отдельных деталей механической передачи должна быть согласована по размерам и геометрии. Для этого при описании подобных устройств принято использовать систему специальных параметров. В их число входят геометрические, массогабаритные и прочностные величины, закрепленные стандартами. Применение стандартных параметров позволяет сравнительно просто производить расчет унифицированных зубчатых передач и обеспечивает гарантированное сопряжение всех изделий между собой. Естественно, что для разных видов, параметры будут несколько отличаться. Далее рассматриваются термины, связанные с конструкцией эвольвентного цилиндрического колеса. Эти параметры, в своем большинстве, описывают основные характеристики и других вариантов колес.

В основе сечения зуба большинства шестерен лежит эвольвентный профиль, который  получается на основе одноименной кривой. Его применение легко стандартизируется,  характеризуется высокой технологичностью изготовления и низкими требованиями к качеству сборки механизма. Основными параметры эвольвентного зубчатого колеса  считаются модуль зацепления и количество зубьев зубчатого колеса. При одном и том же наружном диаметре деталей значения этих величин могут существенно отличаться в разных вариантах конструкции.

Число зубьев определяет коэффициент передачи и геометрические размеры зубьев. На ведущем колесе редуктора оно выполняется меньшим, чем на ведомом. В итоге один нормальный оборот ведущей шестерни приводит к повороту ведомого колеса только на определенный угол. Отношение числа зубьев двух колес  дает значение передаточного коэффициента. Размеры зубьев определяются как отношение их количества к длине окружности колеса. С целью упрощения расчетов и гарантированного обеспечения зацепления между разными колесами, предусмотрен дополнительный параметр, называемый модулем зацепления. Любые шестерни с одинаковым модулем обеспечивают взаимодействие между собой и могут использоваться для построения механизмов, без дополнительной обработки.

Сумма ширины зуба и впадины совместно дают шаг зубчатого колеса. Учитывая неравномерность профиля по радиусу и зависимость длины дуги от диаметра, в каждом колесе можно определить бесконечное число значений этого параметра. С целью стандартизации принято рассматривать шаг по делительной окружности, называемый так же окружным шагом. Отношение этого шага к числу пи дает модуль зацепления. В некоторых случаях для описания шестерен используют угловой шаг,  измеряемый в градусах. Стандартами предусмотрены и несколько других угловых величин. Например, для упрощения настройки оборудования при изготовлении колес рассматривают угловую ширину зуба и угловую ширину впадины. Определяются они также на основе делительной окружности.

Диаметры окружностей

Рассмотрение геометрии зубчатых пар невозможно без определения диаметров. На каждой детали их выделяется несколько. Широкое распространение имеет диаметр окружности по выступам, иногда называемый диаметром вершин. Он определяет максимальные габариты диска колеса. Его противоположностью считается диаметр окружности впадин. Разность этих величин, поделенная пополам, дает полную длину зуба. Но этот параметр в чистом виде не используется. При расчетах принято выделять высоту головки и ножки зуба. Граница, отделяющая два этих понятия, называется делительной окружностью зубчатого колеса. Диаметр данной окружности выполняет функцию опорного параметра при выполнении расчетов геометрии, так как именно по ней определяется окружной шаг и модуль зацепления. Еще один диаметральный параметр, называемый основной окружностью, описывает теоретическую кривую, которая является базой при построении эвольвенты. Диаметр основной окружности используется для построения конкретного профиля зуба.

Модуль зубчатого колеса

Универсальным понятием, позволяющим определить геометрические параметры деталей, выступает модуль зубчатой передачи. Его значение равно длине дуги в миллиметрах, приходящейся на один зуб колеса.  Конкретное значение определяется по делительной окружности. Ее численно подбирают таким образом, что бы значение модуля совпадало с одним из общепринятых значений, найти которые можно  в специальной литературе. В отечественной практике стандартные модули зубчатых колес нормированы в ГОСТ 9563-60. При проектировании шестерен обычно задаются значением этого параметра, а от него легко рассчитают все множество других.  Исходными данными для определения требуемого модуля зубчатого колеса выступают расчеты прочности, призванные обеспечить требуемую мощность механической передачи.

Скачать ГОСТ 9563-60

Модуль зубчатого колеса связан с целым набором производных параметров. Используя несложные формулы расчета и значение необходимого числа зубьев, можно получить окружной шаг, диаметры верши и впадин, толщину зуба и ширину впадины по делительной окружности.

В зарубежной литературе аналогом отечественного модуля выступает питч. По своей сути это обратная к модулю зацепления величина, приведенная к дюймовой системе измерений. Аналогично для питчей разработаны специальные таблицы, содержащие нормированные значения параметра.

Расчет параметров

Расчет параметров зубчатых колес выполняют комплексно, для всей передачи. Необходимость расчета отдельного колеса возникает только в процессе ремонта оборудования с неизвестными данными. Расчет начинают с определения требуемого числа зубьев и модуля зацепления. Для того чтобы узнать значение модуля, предварительно проводят расчеты на прочность,  исходя из срока службы и выбранного материала будущего механизма. Также на этом этапе рассчитывают межосевое расстояние между колесами. На основе полученных данных выносливости зубьев вычисляется минимально допустимая величина модуля зацепления. Конкретное его значение выбирается на основе таблиц, приведенных в справочной литературе. Далее, используя требуемое передаточное отношение, производится вычисление числа зубьев на сопрягаемых колесах.

При известном модуле зацепления и количестве зубьев шестерни и колеса, доступно произвести вычисление геометрических размеров отдельных деталей. Основные диаметры и профиль зуба передачи рассчитываются с использованием несложных арифметических действий.  Сложные операции потребуются только для ограниченного числа параметров. Для цилиндрического прямозубого колеса тригонометрические функции содержат только формулы расчета делительного диаметра. При проектировании других типов зубчатых колес, используют тот же математический аппарат, что и для прямозубых, но с добавлением расчетов, учитывающих иную геометрию деталей. Результаты расчетов используют для построения чертежей будущих шестерен, а также при вычислении параметров редукторов.

Заключительным этапом расчета зубчатой передачи становится окончательная проверка механизма на прочность. Если результаты этих вычислений укладываются в принятые нормативы, то полученные значения величин можно использовать для изготовления готового механизма. В противном случае может потребоваться выполнить новый расчет, изменив исходные данные, например, увеличить геометрические размеры, либо поменять тип зубчатой передачи или количество ступеней редуктора.

Применение

Высокие свойства зубчатых передач нашли отражение в широком спектре применений. Во многих промышленных механизмах используются редукторы, призванные понизить  число оборотов вращения вала двигателя, для передачи на технологическое оборудование. Помимо изменения скорости, такое устройство также увеличивает механический момент. В итоге маломощный двигатель с большой скоростью вращения, способен приводить в движение медленный и тяжелый механизм.

С целью уменьшения габаритов редуктора его часто выполняют многоступенчатым. Большое количество зубчатых колес входят в последовательное зацепление между собой, обеспечивая высокое передаточное число. Классическим примером подобного устройства являются обычные механические часы. Благодаря множеству специально подобранных передач, скорости движения секундной, минутной и часовой стрелок отличаются друг от друга ровно в 60 раз.

Зубчатые передачи позволяют реализовать и функцию регулирования скорости. Для этого применяются сменные комплекты колес, имеющих одинаковое межосевое расстояние и разное передаточное отношение.

Меняя один комплект на другой, можно получить разные скорости выходного вала. Этот принцип действия лег в основу коробок переключения передач, широко используемых в автомобилестроении, станкостроении и других отраслях.

Обычное зубчатое колесо допускает применение и для повышения скорости выходного вала относительно входного. В общем случае для этого достаточно развернуть редуктор или поменять местами точки подключения двигателя и конечного механизма.  Называется подобное устройство мультипликатор. Из особенностей его применения необходимо учитывать запас по мощности двигателя, сопоставимый с передаточным числом механизма.

Зубчатые колеса используются также  для изменения направления движения. Две цилиндрические шестерни с одинаковым числом зубьев реализуют функцию смены направления вращения вала. Передачи конической или корончатой конструкции используются в случае необходимости смены положения оси в пространстве. Ведущая и ведомая шестерни в таких механизмах развернуты друг относительно друга на какой-либо угол, значение которого может достигать 90 градусов. При этом передаточное отношение часто равно единице, что обеспечивает одинаковые скорости валов.

Наряду с простыми вариантами передач, содержащих зубчатые колеса, разработаны несколько специальных моделей. С целью снижения материалоемкости, в механизмах с ограниченным углом поворота, используют только часть зубчатого колеса. Такой сектор, обладая всеми основными свойствами зубчатого зацепления, отличается более низкой  массой и стоимостью.

Еще один вариант, называемый планетарной передачей, также характеризуется малым весом и габаритами. При этом устройство обеспечивает высокое значение передаточного числа и пониженный уровень шума в процессе работы. Конструктивно такая передача состоит из нескольких шестерен, имеющих разную степень свободы. За счет этого механизм может не только передавать вращение, но и складывать или выделять угловые скорости разных валов, находящихся на одной оси. Сегодня разработано большое число вариантов планетарных передач,  отличающихся типом и взаимным расположением зубчатых колес. Планетарные передачи широко применяются в автомобильной и авиационной технике, тяжелом металлорежущем оборудовании. Среди недостатков, сдерживающих распространение передач данного типа, следует отметить низкий КПД и высокие конструктивные требования к точности изготовления отдельных деталей.

Зубчатые передачи — достоинства, недостатки, классификация.

Зубчатые передачи



В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большое – колесом. Термин «зубчатое колесо» относится как к шестерне, так к большому колесу.
При написании расчетных формул и указании параметров передачи шестерне присваивают индекс 1, колесу – индекс 2, например: d₁, d₂, n₁, n₂.
Зубчатые передачи являются самым распространенным видом механических передач, поскольку они могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 275 м/с. По этой причине они широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

***

Достоинства зубчатых передач

К достоинствам этого вида механических передач относятся:

• Высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей;
• Малые габариты;
• Большой ресурс;
• Высокий КПД;
• Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;
• Постоянство передаточного числа;
• Простота обслуживания;

***

Недостатки зубчатых передач

Как и любой другой вид механических передач, зубчатые передачи имеют ряд недостатков, к которым относятся:

• Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа;
• Шум при больших скоростях, обусловленный неточностями изготовления профиля и шага зубьев;
• Высокая жесткость, не дающая возможность компенсировать динамические нагрузки, что часто приводит к разрушению передачи или элементов конструкции (для примера – ременная или фрикционная передача при внезапных динамических нагрузках могут пробуксовывать).

***



Классификация зубчатых передач

Зубчатые передачи классифицируются по ряду конструктивных признаков и особенностей.
В зависимости от взаимного расположения осей, на которых размещены зубчатые колеса, различают передачи цилиндрические (при параллельных осях), конические (при пересекающихся осях) и винтовые (при перекрещивающихся осях).
Винтовые зубчатые передачи применяются ограниченно, поскольку имеют низкий КПД из-за повышенного скольжения в зацеплении и низкую нагрузочную способность. Тем не менее, они имеют и некоторые достоинства – высокую плавность хода и возможность выводить концы валов за пределы передачи в обе стороны.

На рисунке 1 представлены наиболее широко применяемые виды зубчатых передач:

          1 — цилиндрическая прямозубая передача;
          2 — цилиндрическая косозубая передача;
          3 — шевронная передача;
          4 — реечная передача;
          5 — цилиндрическая передача с внутренним зацеплением;
          6 — винтовая передача;
          7 — коническая прямозубая передача;
          8 — коническая косозубая передача;
          9 — коническая передача со спиралевидными зубьями;
         10 — гипоидная передача.

В зависимости от вида передаваемого движения различают зубчатые передачи, не преобразующие передаваемый вид движения и преобразующие передаваемый вид движения. К последним относятся реечные зубчатые передачи, в которых вращательное движение преобразуется в поступательное или наоборот. В таких передачах рейку можно рассматривать, как зубчатое колесо с бесконечно большим диаметром.
Среди перечисленных видов зубчатых передач наиболее распространены цилиндрические передачи, поскольку они наиболее просты в изготовлении и эксплуатации, надежны и имеют небольшие габариты.

В зависимости от расположения зубьев на ободе колес различают передачи прямозубые, косозубые, шевронные и с круговыми (спиральными) зубьями.
Шевронные зубчатые колеса можно условно сравнивать со спаренными косозубыми колесами, имеющими противоположный угол наклона зубьев. Такая конструкция позволяет избежать осевых усилий на валы и подшипники опор, неизбежно появляющихся в обычных косозубых передачах.

В зависимости от формы профиля зубьев различают эвольвентные зубчатые передачи и передачи с зацеплением Новикова.
Эвольвентное зацепление в зубчатых передачах, предложенное еще в 1760 году российским ученым Леонардом Эйлером, имеет наиболее широкое распространение.
В 1954 году в России М. Л. Новиков предложил принципиально новый тип зацеплений в зубчатых колесах, при котором профиль зуба очерчен дугами окружностей. Такое зацепление возможно лишь для косых зубьев и носит название по имени своего изобретателя — зацепление Новикова или профиль Новикова.
В принципе, возможно изготовление зубчатых передач и с другими формами зубьев – даже квадратными, треугольными или трапецеидальными. Но такие передачи имеют ряд существенных недостатков (непостоянство передаточного отношения, низкий КПД и т. д.), поэтому распространения не получили. В приборах и часовых механизмах иногда встречаются зубчатые передачи с циклоидальным зацеплением.

В зависимости от взаимного положения зубчатых колес передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением. Наиболее распространены передачи с внешним зацеплением.

В зависимости от конструктивного исполнения различают закрытые и открытые зубчатые передачи. В закрытых передачах колеса помещены в пыле- и влагонепроницаемые корпуса (картеры) и работают в масляных ваннах (зубчатое колесо погружают в масло до 1/3 радиуса).
В открытых передачах зубья колес работают всухую или при периодическом смазывании консистентной смазкой и не защищены от вредного воздействия внешней среды.

В зависимости от числа ступеней зубчатые передачи бывают одно- и многоступенчатые.

В зависимости от относительного характера движения осей зубчатых колес различают рядовые передачи, у которых оси неподвижны, и планетарные зубчатые передачи, у которых ось сателлита вращается относительно центральных осей.

***

Статьи по теме «Зубчатые передачи»:



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Классификация повреждений зубчатых передач – Ассоциация EAM

материал предоставил к.т.н. СИДОРОВ Владимир Анатольевич

Безотказность зубчатых передач – определяющий фактор надёжности работы механического оборудования. Для определения причин их повреждения необходимо соблюдать последовательность осмотра, определять возможность использования при различных видах износа. Зубчатое колесо необходимо заменять в случае обнаружения классифицированного дефекта, характеристики которого выходят за пределы установленных значений.

Зубчатые передачи широко используют в механическом оборудовании для преобразования параметров вращательного движения. Срок их службы определяет показатели безотказности работы механизма и является одним из критических звеньев дерева отказов. Отказы механического оборудования из-за износа или разрушения зубчатых колес приводят к наиболее длительным простоям и требуют больших затрат для восстановления работоспособности. Предупредить аварийное разрушение зубьев и увеличить срок службы передачи позволяют своевременные ремонтные мероприятия, обоснованные результатами визуального износа.

В процессе эксплуатации невозможно контролировать физические процессы, происходящие в зоне контакта зубчатого зацепления. В тоже время вид износа, характер разрушения и распределение действующих сил позволяют получить информацию о параметрах их эксплуатации и характере старения.

В научной литературе и стандартах различного уровня описаны виды повреждений зубчатых передач и требования, обеспечивающие длительную работу зубчатого зацепления. Известная классификация повреждений зубчатых передач не является единой, а при определении причин и характера разрушения используют различную терминологию. Опыт решения практических задач определения причин повреждений и разрушений требует разработки классификации повреждений зубчатых передач на единой методической основе.

Классификация повреждений зубчатых передач с целью определения причин разрушения или износа и предупреждения их развития на стадии эксплуатации должна учитывать следующие варианты соотношения сроков службы самих передач и узлов, в которые они входят:

1. Срок службы зубчатой передачи превышает сроки службы опорных подшипников и вала, что наиболее приемлемо для длительной эксплуатации. При этом о существовании зубчатой передачи “забывают” и поломка происходит неожиданно, через значительный промежуток времени (5-15 лет с начала эксплуатации).
2. Срок службы зубчатой передачи соизмерим со сроком службы опорных подшипников и вала, что приводит к увеличению объёма ремонтных работ и снижению наработки на отказ. Этот вариант требует постоянного контроля за состоянием зубчатых передач, для исключения внезапных отказов и предупредительной замены зубчатых колес.
3. Срок службы зубчатой передачи меньше срока службы опорных подшипников и вала, что требует изменения качества изготовления, монтажа или условий эксплуатации. Если причины ускоренного износа не установлены и принятые меры не эффективны, тогда ежеквартальные замены становятся постоянными.

Определение причины повреждения позволяет разработать рациональные методы воздействия на зубчатые передачи для повышения их долговечности. В практике работы ремонтных служб промышленных предприятий основным методом оценки степени работоспособности и состояния зубчатых передач является визуальный осмотр. Вибрационный контроль в данном случае является индикаторным методом, позволяющим зафиксировать отклонения в работе зубчатого зацепления. Более эффективно оценивать степень повреждения и обосновывать необходимость замены зубчатых колес путем непосредственного осмотра зубьев (рисунок 1). При этом большее внимание уделяют характеру повреждений и расположению пятна контакта на рабочих поверхностях зубьев.

Рисунок 1 – Общий вид мультипликатора, подготовленного к визуальному осмотру

На работоспособность зубчатых передач влияют как внешние факторы, определяющие передаваемые крутящие моменты и характер вращения зубчатых колес, так и внутренние, зависящие от технического состояния механизма. Взаимодействие внешних и внутренних факторов создает многообразие возможных повреждений зубчатых передач. Несмотря на неизменность в процессе эксплуатации передаточного отношения зубчатой передачи, данные факторы изменяются, приводя к преобладанию определенного вида износа или повреждения. При определении причин повреждения необходимо рассматривать зубчатое колесо как деталь, имеющую посадочную поверхность, несущие элементы и контактную взаимодействующую поверхность. Необходимо соблюдать следующую последовательность осмотра: посадочная поверхность, торцевая и рабочая поверхность зубьев, осмотр противоположной стороны зубчатого колеса.

На работоспособность зубчатого зацепления влияют такие внешние факторы:

1. Значение прилагаемой силовой нагрузки определяет следующий характер повреждений на рабочей поверхности:

   Промежуточными проявлениями действующих сил являются: отслаивание частиц металла с рабочей поверхности зубьев; наклёп из-за сильных ударов при наличии зазора в зацеплении.

2. Характер прилагаемой силовой нагрузки связан с постоянством или непостоянством частоты вращения, изменением направления вращения, значением динамической составляющей. Динамические удары часто приводят к изломам зубьев (рисунок 5). При увеличении частоты вращения увеличиваются требования к точности изготовления и установки зубчатых передач, в противном случае – увеличивается износ зубьев. В нереверсивных передачах в обязательном порядке следует осматривать обратную (нерабочую) поверхность зуба. На ней могут проявляться ошибки изготовления или монтажа. Например, из-за малого бокового зазора на обратной поверхности зуба могут появиться следы контакта (рисунок 6).

   Рисунок 5 – Излом зубьев из-за воздействия динамических ударов

   Рисунок 6 – Пятно контакта на нерабочей поверхности зуба колеса

3. Наличие абразивных частиц или веществ вызывающих коррозию приводит к абразивному износу, коррозии поверхности зубьев, способствует возникновению газовой или жидкостной эрозии. Основная причина коррозии — наличие воды в смазочном материале – проявляется в виде равномерного (рисунок 7а) или неравномерного слоя (рисунок 7б) ржавчины на поверхности зубьев. Степень коррозии может быть различной. Её легко оценивать визуально.
   

   Рисунок 7 – Следы коррозии на поверхности зубьев:
   а) равномерный слой;	б) неравномерный слой

   Первоначальное проявление абразивного износа – появление царапин или рисок на рабочей поверхности в направлении движения абразивного материала (рисунок 8). В данном случае поверхность рабочего колеса шестерённого маслонасоса, повреждена продуктами износа, присутствующими в смазочном материале. Развитию абразивного износа способствует использование пластичной или загрязнённой смазки, являющейся аккумулятором абразивных частиц. В дальнейшем у изношенных передач повышаются зазоры в зацеплении, усиливаются шум, вибрация и динамические перегрузки; искажается форма зуба; уменьшаются размеры поперечного сечения и прочность зуба. Основные меры предупреждения — защита от загрязнения, применение магнитных фильтров и повышение качества фильтрации масла. Несвоевременно обнаруженный абразивный износ ликвидируют заменой колеса (рисунок 9).

   Рисунок 8 – Начальная стадия абразивного износа колеса шестерённого насоса – появление рисок на рабочей поверхности зубьев

   исунок 9 – Предельная стадия абразивного износа кремальерной шестерни

На работоспособность зубчатого зацепления влияют такие внутренние факторы

:

1. Неподвижность посадочных поверхностей зубчатого колеса и вала удовлетворяет проектным требованиям в том случае, если сопрягаемые детали неподвижны при приложении нагрузки (рисунок 10а). Появление малых перемещений сопрягаемых деталей приводит к фреттинг-коррозии, проявляющейся в виде темных пятен на посадочной поверхности детали (рисунок 10б).
   

   Рисунок 10 – Состояние посадочных поверхностей зубчатого колеса и вала:
   а) неподвижная посадка;	б) малые перемещения сопрягаемых деталей

   В дальнейшем появляются следы взаимного перемещения сопрягаемых поверхностей в виде блестящих полированных участков поверхности. Это увеличивает скорость развития процессов износа, создавая предпосылки для возникновения ударов на последней стадии развития повреждения. При раскрытии стыка сопрягаемых деталей жёсткость соединения уменьшается, возникают динамические удары, приводящие к наклепу и разрушению.

2. Характер взаимодействия контактирующих поверхностей определяется видом трения на контактирующих поверхностях. Если преобладает жидкостное трение, обеспечивающее минимальный коэффициент трения, и происходит полное разделение контактирующих поверхностей слоем масла, то состояние оценивают как хорошее. В этом случае преобладающим является окислительный износ (рисунок 11). Возникновение граничного трения приводит к контакту двух деталей, проявляясь в полировании рабочей поверхности зубчатых передач (рисунок 12). Наиболее часто граничное трение проявляется на начальной стадии приработки новых зубчатых колёс.

   Рисунок 11 – Окислительный износ поверхности зубчатой передачи при жидкостном трении

   Рисунок 12 – Полированная поверхность зуба – признак граничного трения

   Отсутствие смазки между контактирующими поверхностями приводит к повышению температуры, разрушению поверхностных твёрдых плёнок окислов и возникновению адгезионных связей между контактирующими зубьями. Силы на площадках контактов должны быть достаточными для разрушения твёрдых плёнок окислов. Для тяжелонагруженных высокоскоростных зубчатых передач наиболее характерное проявление – вырывы металла на вершинах зубьев (рисунок 13).

   Рисунок 13 – Вырывы металла на вершинах зубьев – схватывание поверхности при отсутствии разделительной масляной пленки

   Для их предотвращения рекомендуют обеспечить постоянное смазывание контактирующих поверхностей, в том числе, путем правильного выбора смазочного материала. Такие повреждения нарушают характер зацепления зубьев, увеличивают скорость износа и создают концентраторы напряжений на поверхности зубьев, способствующие развитию усталостных трещин и сколов.

3. Взаимное расположение деталей оценивают по пятну контакта, характеристики которого обычно приведены в правилах технической эксплуатации, учебниках и пособиях. Необходимо отметить, что повлиять на расположение пятна контакта в редукторе (при нерегулируемых валах) невозможно. Пятно контакта является одним из критериев качества изготовления и сборки зубчатой передачи. Правильное, равномерно расположенное по высоте и длине зуба расположение пятна контакта показано на рисунке 14. Непараллельное расположение осей зацепления при уменьшенном расстоянии между осями зубчатых колёс происходит из-за износа посадочных мест подшипников валов зубчатых передач и приводит к сокращению пятна контакта до недопустимых размеров (рисунок 15). Несоосность валов можно зафиксировать по характеру износа элементов зубчатой муфты (рисунок 16).

   Рисунок 14 – Равномерное расположение пятна контакта по длине и высоте зуба

   Рисунок 15 – Сокращение пятна контакта из-за непараллельного расположение осей зацепления при уменьшенном расстоянии между осями зубчатых колес

   Рисунок 16 – Неравномерный износ зубьев зубчатой муфты при несоосности валов

   Отклонения в расположении валов и зубчатых колес приводит к нарушению равномерности воздействия прилагаемых сил. Она может проявляться в неравномерном распределении сил по длине зуба (рисунок 17) и равномерном по окружности зубчатого колеса. Неравномерное распределение сил по окружности зубчатого колеса возможно из-за его эксцентричного расположения. Отклонения могут быть настолько велики, что приведут к нарушению контакта зубчатого зацепления (рисунок 18). Неравномерность распределения сил приводит к образованию локальных сколов зубьев в ограниченном секторе (рисунок 5).

   Рисунок 17 – Неравномерное распределение действующих сил по длине зуба и равномерное распределение по окружности зубчатого колеса

   Рисунок 18 – Повреждения конического колеса при выходе зубьев из зацепления

4. Накопление усталостных повреждений проявляется в зарождении, развитии и реализации трещин. Приводит к разрушению зубьев (рисунок 19).
   

   Рисунок 19 – Локальные разрушения зубьев из-за реализации усталостных трещин

Часто зубчатые зацепления испытывают комбинированное воздействие нескольких факторов, один из которых становится доминирующим. Например, вид рабочей поверхности зубчатой передачи редуктора бесцентрового токарного станка (рисунок 20) позволил установить следующее:

• в масле, применяемом для смазки, присутствует вода, используемая в качестве охлаждающей жидкости при резании, о чём свидетельствуют следы коррозии;
• напряжения, возникающие на площадках контакта при трении качения, превышают предел выносливости. Этому способствует снижение несущей способности масляной пленки из-за наличия воды в масле. В результате на рабочей поверхности зубьев возникло осповидное выкрашивание;
• напряжения, возникающие на площадках контакта, не превышают предел текучести, о чем свидетельствует отсутствие следов пластической деформации;
• при работе зубчатой передачи возникало трение скольжения из-за возможности относительного смещения контактирующих поверхностей в процессе взаимодействия, на что указывает полированная поверхность;
• при изготовлении зубчатой передачи были отклонения в технологии изготовления, из-за чего появились волнистые линии на рабочей поверхности.

Рисунок 20 – Общий вид рабочей поверхности зубчатой передачи редуктора бесцентрового токарного станка

Результаты анализа влияния на работоспособность зубчатого зацепления внутренних и внешних факторов позволяют следующим образом классифицировать пределы использования зубчатых передач при различных видах износа.

Зубчатое колесо необходимо заменить:

• при изломе зуба, наличии трещин возле основания зуба, пластической деформации материала зуба;
• при осповидном выкрашивании с повреждением рабочей поверхности зубьев более чем на 20% и глубине ямок выкрашивания более 5% толщины зуба;
• при абразивном износе зуба на 10-20% от его толщины;
• при наклёпе, задирах на рабочей поверхности зуба и повреждении более 20% площади рабочей поверхности;
• при наличии цветов побежалости на рабочей поверхности зубьев;
• при размере пятна контакта менее 25-60% по высоте и 30-80% по ширине зуба.

Предложенная классификация повреждений позволяет последовательно исследовать отклонения в работе зубчатых передач и принимать своевременные решения по увеличению срока службы зубчатых передач.

5 1 голос

Рейтинг статьи

3 типа зубчатых передач

Монтаж:

Существует два способа установки зубчатой ​​передачи в систему — на лапах или на валу. Как и расположение вала, монтаж определяется пространственными и конструктивными ограничениями в системе. Лапы редукторы установлены на фундамент или опорную плиту с помощью болтовых отверстий в их ногах. Это может показаться простым, но для этого требуется, чтобы фундамент был достаточно жестким, чтобы выдерживать привод и крутящий момент, проходящий через него.Эти приводы чувствительны к «мягкой опоре», состоянию, которое возникает, когда опоры не выровнены относительно друг друга, что вызывает смещения между валами. Приводы, монтируемые на лапах, также должны быть на фундаменте, который хорошо связан с фундаментом двигателя и приводимого оборудования. Это предотвращает перемещение оборудования независимо друг от друга, что также вызывает смещение и вибрацию.

Если невозможно разместить фундамент для двигателя, зубчатой ​​передачи и ведомого оборудования в приложении, зубчатый привод может быть установлен на валу в приложении.В этом случае низкооборотный вал зубчатой ​​передачи жестко соединен с валом ведомого оборудования. Это может быть сделано путем низкой скорости вала привода зубчатой ​​передачи полы и закреплений его на месте вокруг сплошного вала приводного оборудования с втулкой и прижимной пластиной. Это также можно сделать с помощью жесткой фланцевой муфты, которая соединяет вместе продаваемые валы зубчатой ​​передачи и ведомого оборудования.

Когда зубчатая передача установлена ​​на валу, она висит в пространстве за счет соединения низкоскоростного вала. Двигатель может быть напрямую соединен с зубчатым приводом через переходник, лопатку или поворотное основание. Его также можно установить сверху или рядом с редуктором с помощью ремней или цепей. Зубчатая передача и система двигателя захотят вращаться вокруг низкоскоростного вала зубчатой ​​передачи, поэтому требуется моментный рычаг, который можно закрепить в какой-либо конструкции и предотвратить вращение.

Со временем термин «установка на валу» стал почти синонимом относительно небольших зубчатых передач, которые разработаны без ножек для легких конвейерных систем.При выборе и подборе зубчатой ​​передачи имейте в виду, что ориентация валов и тип крепления должны использоваться для полного определения зубчатой ​​передачи!

Робин Олсон

Робин — директор по разработке приложений в Rexnord Industries, Gear Group. В 1995 году Робин присоединилась к компании Falk, которая была приобретена Rexnord в 2005 году, и ранее работала в группах инженерно-технических услуг, гарантийного обслуживания, проектирования продукции и морской продукции.Она является активным членом Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), выступая в качестве члена комитета по оценке винтовых зубчатых передач, председателя подкомитета AGMA 925 (повреждение поверхности зубчатых колес) и имеет честь выступать в качестве представителя США в рабочих группах ISO 6. (Расчет зубчатых колес) и 15 (Микропиттинг). Робин имеет степень бакалавра физики Университета Висконсина — Лакросс и степень магистра физики Университета Висконсина — Мэдисон.

онлайн-курсов PDH.PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек учится

от отказов »

John Scondras, P. E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получение викторины. «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

по «обычная» практика. «

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

легко и доступно

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Джозеф Фриссора, П.Е.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ. «

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

до метро

на работу. «

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и сдать

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P. E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, материал был кратким, а

в хорошем состоянии. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хороши.

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П. E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при прохождении теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину. «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно и на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея заплатить за

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не являющихся электротехниками».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много разные технические области за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

зубчатые передачи | Конструкция машины

---

Самым надежным средством изменения скорости вала остается механическая коробка передач с регулируемой скоростью.

Эти приводы используются для обеспечения переменной выходной скорости от источника питания с постоянной скоростью (как в станке, приводимого в движение двигателем переменного тока с постоянной скоростью) или для увеличения крутящего момента для источника питания с переменной скоростью (как в автомобиле).Регулируемые механические приводы дешевле, чем конкурирующие электрические приводы с регулируемой скоростью, и их управление намного проще. Но механические приводы часто не так долговечны и не могут управляться так же точно, как электрические приводы. И, за исключением зубчатых передач, механические приводы обычно не могут передавать столько же мощности, как электрические, когда необходима регулируемая скорость.

Основными типами приводов с регулируемой скоростью являются зубчатые передачи (которые обеспечивают только определенные передаточные числа с фиксированной скоростью), ременные и цепные приводы с регулируемым шагом (которые обеспечивают бесступенчатое регулирование скорости), тяговые приводы (также бесступенчатые) и гидравлические приводы. .

---

Это самые прочные, прочные и эффективные приводы с регулируемой скоростью. Но они способны обеспечить только определенное количество фиксированных передаточных чисел. Обычно выбирается для приложений, связанных с большими нагрузками или требующих длительного безотказного срока службы. Как правило, дороже ременной или цепной передачи. Зубчатые передачи обычно классифицируются в соответствии с конечным использованием:

Автомобильные трансмиссии: Используются в качестве главных трансмиссий в легковых, грузовых автомобилях, сельскохозяйственной технике и землеройном оборудовании. Обычно предусматривают от четырех до 10 скоростей.

Вспомогательные трансмиссии: Обычно устанавливаются за главной трансмиссией для увеличения доступных передаточных чисел.

Раздаточные коробки: Обеспечивают дополнительные розетки питания (как в полноприводном автомобиле) или обеспечивают смещение по сравнению с обычными трансмиссиями.

Коробки отбора мощности: Обычно устанавливаются рядом с главной трансмиссией и приводятся в действие дополнительной шестерней в этой трансмиссии.Похоже на раздаточную коробку.

Судовые шестерни: Передачи, передающие мощность на гребной винт на судовом приводе. Отличаются от других трансмиссий тем, что они, как правило, имеют одну скорость движения вперед и назад и используют муфты переключения фрикционного типа.

Гидравлические приводы: Редукторы, соединяющие источник питания и гидронасосы в гидростатических приводах.

Промышленные трансмиссии: Широкая категория, применяемая к любому силовому оборудованию трансмиссии, кроме описанного выше.Многие из них имеют встроенные силовые агрегаты, такие как электрические или гидравлические двигатели, или могут быть неотъемлемой частью ведомых компонентов.

Дифференциалы: Набор шестерен с тремя независимыми вращающимися элементами, скорость и крутящий момент которых соотносятся друг с другом. Это определение создает два типа приложений.

Первый состоит из одного входа и двух выходов. Автомобильный дифференциал — лучший тому пример. Важным фактором в этом типе применения является то, что два выхода соединяются механически.В автомобилях связь — это дорога. Дифференциал автоматически уравновешивает скорости и крутящие моменты между двумя колесами, потому что только сумма скоростей колес определяется входной скоростью. Это означает, что каждое колесо будет вращаться со скоростью, необходимой для поддержания заданного отношения крутящего момента 1: 1 между ними.

Второй тип приложения имеет два входа и один выход. Этот метод, менее известный, чем первый, решает промышленные проблемы, когда требуется наложение одного движения относительно другого, например, время отсечки, контроль совмещения на печатных машинах, контроль натяжения и фазовый сдвиг на оборудовании текстильной промышленности.

Дифференциальный КПД зависит от относительной скорости трех элементов. По мере увеличения относительной скорости собственные потери из-за КПД базовой передачи, уплотнений и подшипников также увеличиваются; таким образом, эффективность снижается.

Типы зубчатых колес и их применение — Блог CLR

Аэронавтика, горнодобывающая промышленность, производственные цепочки в автомобильном секторе, фармацевтическая промышленность, текстильная промышленность … секторов и областей, в которых вы можете найти станков, в которых используются различные типы зубчатых колес в изобилии .

Постепенная замена старых ремней и шкивов шестернями обусловлена ​​более высокой производительностью , которую они обеспечивают. .

Шестерни, основная работа которых основана на соединении между короной и шестерней в качестве звездочек, изготавливаются из различных материалов и с различной шириной зуба, шириной торца, окружностью головки и круговым шагом.

В этой статье мы собираемся объяснить наиболее важные особенности различных типов зубчатых колес

Типы зубчатых колес на рынке

Далее мы рассмотрим несколько подтипов, которые могут состоять из различных типов зубчатых колес. шестерни, которые сегодня используются наиболее часто.

По зубьям: параллельная ось и перпендикулярная ось

Основное различие типов зубчатых колес, имеющихся на рынке , заключается в положении и форме их зубьев . В этом смысле они подразделяются на шестерни с параллельными осями и непараллельные оси.

Параллельные шестерни

• Цилиндрические цилиндрические шестерни. Они создают радиальные реактивные нагрузки на оси и передают мощность через параллельные валы. Этот тип передачи является самой простой передачей и обычно используется для малых и средних скоростей , так как при увеличении скорости он создает шум.
• Цилиндрические цилиндрические шестерни. Передача мощности происходит так же, как и в предыдущем типе шестерен, но теперь ось может быть непараллельной (шнек-коронка) или параллельной . Их зубья наклонены относительно оси вращения, и они передают больше движения и с более высокой скоростью , чем цилиндрические цилиндрические зубчатые колеса. Они более плавные и бесшумные, но вместо этого требуют больше смазки и быстрее изнашиваются.
• Двойные косозубые шестерни или шестерни в елочку. Они сочетают в себе правую и левую спираль. Симметричная ветвь создает противоположную и равную тягу. Они устраняют осевое усилие , что означает, что подшипники и опоры больше не должны его поглощать.

Зубчатые колеса с параллельными осями включают прямозубые, косозубые и двойные косозубые цилиндрические зубчатые колеса.

Непараллельные осевые шестерни

• Винтовые шестерни (перекрестно-косозубые шестерни). Они выполняют движение клина или винта , что приводит к высокой степени скольжения на боковых сторонах зуба.Легко собираемые, они должны иметь одинаковые нормальные диаметральные ступени, чтобы шестерня была адекватной. Они могут идти в том же направлении или в противоположном.
• Прямозубые или прямозубые конические шестерни. Малоиспользуемые в настоящее время, они передают движение оси , которое вырезано в той же плоскости , обычно под прямым углом, посредством конических зубчатых поверхностей. Зубцы сходятся на пересечении осей. Они часто используются для замедления с осями, расположенными под углом 90 градусов, и являются шумными.
• Спиральные конические шестерни. Их контактная поверхность больше по сравнению с коническими зубчатыми колесами. Они могут передавать движение оси, которая режется и используется для снижения скорости на валах на 90 градусов.
• Гипоидные шестерни. Их шестерня атаки смещена относительно оси короны. Они отличаются длительным сроком службы и низким уровнем шума , который они производят, хотя для них требуются масла с экстремальным давлением. Они используются в лодках и промышленных машинах.
• Червячные колеса и червячные винты Они имеют червячный винт, который выполняет функцию проводника, и заводную головку, приводимую в движение им. Винт перемещает заводную головку с поворотом . Хотя обычно угол между осями составляет 90 градусов, он может быть другим.

Дополнительная информация: косозубые или прямозубые шестерни?

Типы шестерен для специального применения

• Внутренние или кольцевые шестерни. Они похожи на прямозубые шестерни , хотя их зубья шлифуются не снаружи, а на внутренней стороне колеса или кольца с ободом.Шестерня приводит в движение внутренние шестерни и поддерживает направление угловой скорости.
• Планетарные передачи. Также называется планетарной шестерней , это зубчатая передача , в которой центральная шестерня имеет одну или несколько внешних шестерен вокруг себя. Они обычно используются для автомобильных трансмиссий.
• Рейка и шестерня. Используется в токарных станках для перемещения продольной каретки, они не имеют передаточного числа, а имеют отношение длины . В данном случае это называется расстоянием между осями, поскольку рейка относится к категории шестерен бесконечного диаметра.

Материалы, используемые для изготовления шестерен

Закаленная сталь является одним из наиболее распространенных материалов для различных типов шестерен, а также алюминия . Другие используемые материалы:

• Высокопрочные стали
• Кованые нержавеющие стали
• Сплавы на медной основе
• Литые или кованые алюминиевые сплавы
• Чугун или серый чугун
• Магниевые сплавы

Что касается пластических материалов , которые обладают самозатухающими свойствами , выделяются поликарбонат (ПК), полиамид или ПВХ, а также ацетальные смолы.Кроме того, среди нетопливных материалов наиболее часто используются полиэфирэфиркетон (PEEK), политетрафторэтилен (PTFE) и жидкокристаллические полимеры (LCP).

Это может вас заинтересовать: Зачем улучшать механизмы безопасности с помощью негорючего пластика

Применения и утилиты зубчатых колес

Различные типы зубчатых колес присутствуют во многих секторах , например:

• сельскохозяйственный сектор , в котором они играют ключевую роль в выполнении механизированных задач, таких как посев, вспашка или орошение, а также в самих тракторах.
• В автомобильной области их функция обычно состоит в том, чтобы действовать как передатчики сил и регулировать скорость.
• Что касается военно-морских транспортных средств , механизмы работают на рыболовных судах, подводных лодках, рабочих катерах или яхтах.
• В генерации ветряной электростанции шестерни увеличивают скорость генераторов — функция, которая также используется в цементной промышленности. Вальцовые станы используются для транспортировки слябов и для прокатных станов.

Кроме того, существует четыре применения шестерен, которые особенно символичны, и которые применяются в бесчисленных секторах и областях:

1.Гидравлический насос

Преобразует вращательную механическую энергию в гидравлическую энергию . Он состоит из пары сцепленных шестерен и имеет ведомый вал и привод, который приводится в движение валом двигателя.

Этот вал из-за смещения, вызванного контактом зубьев шестерен, вращает ведомый вал.

2. Редуктор скорости

Они используют пары круглых и зубчатых передач для эффективного и безопасного снижения скорости двигателя. Кроме того, они используют шестерни самого разного диаметра, чтобы снизить скорость вращения.

3. Дифференциал

Широко используется в автомобильном секторе , он упрощает вращение двух ведущих колес автомобиля с разной скоростью, чем другие.

Дифференциал состоит из двух планетарных шестерен , прикрепленных к концам полуосей колес, и двух других сателлитов или конических шестерен , расположенных на концах их несущих сателлитов оси.

4. Коробка передач

Он соединяет двигатель с трансмиссией через различные передаточные числа.Также снижает частоту вращения двигателя .

Некоторые шариковые подшипники поддерживают валы шестерен. Он соединен с маховиком двигателя через муфту или гидротрансформатор.

Как и где найти подходящие типы зубчатых передач

Выбор правильного типа редуктора имеет важное значение для предотвращения простоев и дорогостоящего ремонта в любой промышленной среде.

Эффективность этих механизмов определяется несколькими факторами , такими как конструкция, контактное усилие, прочность на изгиб или вибрация, создаваемая различными соединениями между шестернями..

Ссылки по теме: Советы, которые следует учитывать при покупке передач

CLR (Levantine Gear Company) предлагает консультационные услуги по проектированию и интегральных прототипов, а также широкий каталог механических компонентов и установленный опыт работы в отрасли, со специализацией более 25 лет.

Все это привело к тому, что CLR позиционирует себя как эталон в производстве мотор-редукторов и коробок передач , что позволяет гарантировать полное удовлетворение качеством своей продукции.

Управляя командой инженеров, использующих новейшие технологии, CLR является полноправным партнером в области логистики, производства и обслуживания клиентов , что позволяет удовлетворять самые высокие требования и предоставлять полный спектр консультационных услуг.

Вам нужно найти подходящий компонент для ваших приводных проектов? Свяжитесь с нами, и мы поможем вам.

Шестерни и зубчатые передачи | Wiley

Предисловие xv

Благодарности xvii

1 Введение 1

1.1 Силовые передачи и механические приводы 1

1.2 Классификация механических приводов 3

1.3 Выбор механического привода 7

1.4 Многоступенчатые приводы 9

1.5 Характеристики и классификация зубчатых передач 12

1.5.1 Характеристики зубчатых передач 12

1.5.2 Классификация зубчатых передач 12

1.6 Список символов 16

1.6.1 Подстрочные знаки к символам 16

2 Геометрия цилиндрических шестерен 17

2.1 Основы теории зубцов 17

2.1.1 Центроды, рулетки и аксоды 17

2.1.2 Конверты, эволюции и инволюты 18

2.1.3 Циклоида и инволюты круга 18

2.1.3.1 Циклоида 18

2.1.3.2 Эвольта окружности 20

2.1.4 Основное правило зацепления 21

2.1.4.1 Аналитическое определение сопряженных профилей 25

2.1.4.2 Радиусы кривизны сопряженных профилей 27

2.2 Геометрия пар прямозубых зубчатых колес 29

2.2.1 Циклоидное зубчатое зацепление 29

2.2.2 Эвольвентное зацепление 30

2.3 Эвольвентные зубья и эвольвентные зубчатые передачи 33

2.4 Базовая зубчатая рейка 35

2.5 Основы производства цилиндрических зубчатых колес 38

2. 5.1 Методы создания 38

2.5.2 Методы формовки 43

2.5.3 Чистовая обработка зубчатых колес 45

2.5.4 Базовые реечные и зубчатые фрезы 48

2.6 Процесс резания и геометрия зубчатых колес, нарезанных реечными фрезами 49

2.6.1 Смещение профиля 49

2.6.2 Зацепление фрезы с обрабатываемой деталью, основные размеры шестерни 50

2.6.3 Толщина зуба на произвольной окружности 51

2.6.4 Диаметр концевой окружности 52

2.6.5 Граничная точка профиля ; Подрезание корня зуба 53

2.6.6 Влияние смещения профиля на геометрию зуба 55

2.6.7 Меры управления зубчатым колесом 56

2.6.7.1 Толщина хорды на произвольной окружности 56

2.6.7.2 Постоянная толщина хорды 57

2.6.7.3 Измерение диапазона 58

2.6.7.4 Измерение размеров по шарикам 60

2.7 Параметры зубчатой ​​пары 62

2.7.1 Угол рабочего давления зубчатой ​​пары 62

2.7.2 Межосевое расстояние 63

2.7.3 Зубчатые пары с и без профильного переключения 64

2.7.3.1 Зубчатые пары без профильного переключения 64

2.7.3.2 Зубчатые пары с профильным переключением 64

2.7.4 Передаточное отношение 66

2.7.5 Отличительные точки профиля зуба 70

2.7.6 Кинематические параметры зубчатого зацепления 71

2.8 Основные параметры зубчатых колес, полученных методом Fellows 74

2.8.1 Зубчатая фреза 74

2.8.2 Размеры зубчатых колес, нарезанных зубчатой ​​фрезой 75

2.8.3 Вырез Корень зуба 76

2.8.4 Геометрия зубчатого зацепления внутреннего зубчатого колеса 77

2.9 Помехи в производственном процессе и эвольвентное зацепление зубчатого колеса 78

2.9.1 Помехи при нарезании зуба 78

2.9.1.1 Подрезание корня зуба 78

2.9.1.2 Перерез вершины зуба (натяжение первого порядка) 79

2.9.1.3 Перерез угла кончика зуба (натяг второго порядка) 80

2.9.1.4 Радиальное натяжение (натяжение третьего порядка) 80

2. 9.1.5 Нулевое соединение 82

2.9.2 Помехи в зацеплении зубьев зубчатой ​​пары 83

2.9.2.1 Взаимодействие корней шестерни 83

2.9.2.2 Взаимодействие зубьев Дополнение 84

2.9.2.3 Радиальное столкновение 84

2.10 Выбор коэффициентов сдвига профиля 84

2.10.1 Выбор коэффициентов сдвига профиля с помощью блочно-контурных диаграмм 85

2.10.2 Выбор коэффициентов сдвига профиля по линиям зубчатых пар 88

2.11 Цилиндрические зубчатые колеса 91

2.11.1 Основные положения 91

2.11.2 Размеры косозубых зубчатых колес и параметры зубчатой ​​пары 97

2.11.3 Меры контроля 100

2.11.4 Перекрытия косозубых шестерен 102

2.11.4.1 Длина контактных линий 104

2.12 Модификации боковой поверхности зуба 106

2.12.1 Модификации поперечного профиля 107

2.12.1.1 Подрезка боковой поверхности перед чистовой обработкой 107

2.12.1.2 Снятие фаски на вершине угла и закругление углов наконечника 107

2.12.1.3 Зажим кончика зуба 108

2.12.1.4 Зачистка корня зуба 113

2.12.1.5 Зачистка кончика зуба шестерни, создаваемая фрезой 114

2.12.1.6 Коронация профиля 117

2.12.2 Модификации боковой линии 117

2.12.2.1 Концевые разгрузки фланга 117

2.12.2.2 Изменение наклона боковой линии 117

2.12.2.3 Коронация фланга 118

2.12.3 Фланг Twist 119

2.13 Геометрия скругленной кривой 119

2.13.1 Уравнение скругленной кривой 120

2.13.2 Радиус кривизны скругленной кривой 124

2.13.3 Геометрия зубьев с подрезкой 125

2.13.3.1 Граничная точка профиля 125

2.13.3.2 Коэффициент контакта шестерен с подрезными зубьями 126

2.14 Допуски пар цилиндрических шестерен 127

2.14.1 Контроль и допуски корпуса шестерни 128

2.14.2 Контроль и допуски зубьев 128

2.14.2.1 Контроль профиля зуба 130

2.14.2.2 Отклонения спирали 134

2. 14.2.3 Отклонения шага 135

2.14.2.4 Радиальное биение зубов 136

2.14.2.5 Тангенциальное композитное отклонение 136

2.14.2.6 Допуски по толщине зуба 138

2.14.2.7 Центр измерения зубчатых колес с ЧПУ 143

2.14.3 Контроль значений измерения зубчатой ​​пары 145

2.14.3.1 Системы посадок зубчатых колес, допуски межосевого расстояния, люфт 145

2.14.3.2 Контроль схемы контакта 149

2.15 Детальный чертеж шестерни 151

2.16 Список символов 153

2.16.1 Подстрочные знаки к символам 154

2.16.2 Комбинированные символы 155

3 Целостность шестерен 157

3.1 Нагрузки на шестерню 157

3.1.1 Силы, действующие на зуб шестерни 157

3.1.2 Нагрузки на шестерню 159

3.2 Причины повреждения шестерни 164

3.2.1 Поломки шестерни 164

3.2.2 Повреждение активной боковой поверхности зуба 166

3.3 Допустимая нагрузка на точечную коррозию 170

3.3.1 Контактные напряжения 170

3.3.1.1 Номинальное значение контактного напряжения 170

3.3.1.2 Фактическое значение контактного напряжения 175

3.3.2 Допустимые контактные напряжения 181

3 .3.3 Определение контактных напряжений 189

3.3.4 Список символов для разделов 3.1, 3.2 и 3.3 190

3.3.4.1 Индексы символов 191

3.3.4.2 Комбинированные символы 192

3.4 Допустимая нагрузка на корень зуба 193

3.4 .1 Напряжение корня зуба 193

3.4.2 Допустимое напряжение корня зуба 200

3.4.3 Определение размеров напряжения корня зуба 207

3.5 Допустимая нагрузка шестерни при переменной нагрузке 208

3.6 Список символов для разделов 3.4 и 3.5 210

3.6.1 Подстрочные знаки к символам 211

3.6.2 Комбинированные символы 212

3.7 Допустимая нагрузка на задиры 213

3.7.1 Фактор безопасности против задира для метода температуры вспышки 213

3.7.2 Коэффициент распределения силы XG 217

3. 7.3 Фактор безопасности против задира для интегрального температурного метода 225

3.8 Допустимая нагрузка на микропиттинг 229

3.8.1 Толщина эластогидродинамической пленки смазки 229

3.8.1.1 Расчет параметра материала GM 230

3.8.1.2 Расчет параметра скорости UY 231

3.8.1.3 Параметр нагрузки WY 232

3.8.1.4 Параметр скольжения SGF 232

3.8.2 Фактор безопасности против микропиттинга 232

3.9 Перечень обозначений для разделов 3.6 и 3.7 236

3.9.1 Подстрочные знаки к обозначениям 237

3.9.2 Комбинированные обозначения 238

4 Элементы конструкции цилиндрического зубчатого привода 241

4.4.1.1 Процесс проектирования 241

4.1.1 Процедура проектирования зубчатой ​​пары 241

4.1.2 Распределение передаточного числа зубчатой ​​передачи 243

4.1.3 Материалы зубчатых колес и термообработка 244

4.1.3.1 Металлические материалы и их термическая обработка 244

4.1.3.2 Спеченные материалы 248

4.1.3.3 Полимерные материалы 248

4.1.4 Конструкция зубчатого привода 249

4.1.4.1 Конструкция корпуса 251

4.1.4.2 Вентиляционные отверстия 255

4.1.4.3 Слив смазки 255

4.1.4.4 Конструкция подшипников 257

4.1.4.5 Конструкция ребер 257

4.1.5 Конструкция шестерен 258

4.2 Смазка зубчатой ​​передачи 262

4.2.1 Выбор смазки 262

4.2.2 Способы смазки шестерен 263

4.2.2.1 Смазка в ванне 263

4.2.2.2 Смазка распылением 265

4.3 Потери мощности и температура смазки 266

4.3.1 Потери мощности в сетке 266

4.3.1.1 Потери мощности в зацеплении под нагрузкой для одинарной зубчатой ​​пары 266

4.3.1.2 Потери мощности при движении на холостом ходу 267

4.3.2 Потери мощности в подшипниках 268

4.3.2.1 Подшипники качения 268

4.3. 2.2 Подшипники скольжения 269

4.3.3 Потери мощности в уплотнениях 270

4. 3.4 Энергоэффективность зубчатой ​​передачи 270

4.3.5 Температура смазки 271

4.4 Список символов 275

4.4.1 Подстрочные знаки к символам 276

4.4.2 Комбинированные символы 276

5 Конические зубчатые колеса 279

5.1 Геометрия и изготовление конических зубчатых колес 279

5.1.1 Теория конических зубчатых колес Genesis 279

5.1.2 Типы и особенности конических зубчатых колес 280

5.1.3 Применение конических зубчатых колес 283

5.1.4 Геометрия конических зубчатых колес 284

5.1.4.1 Основы геометрии и производство 284

5.1.4.2 Виртуальное зубчатое зацепление и виртуальные зубчатые колеса 287

5.1.4.3 Основные параметры прямых конических зубчатых колес 289

5.1.4.4 Расчет конических зубьев 291

5.1.4.5 Выточка, смещение профиля 291

5.1.4.6 Смещение скосов 292

5.1.4.7 Коэффициент контакта прямых скосов 293

5.1.5 Геометрия винтовых и спиральных скосов 293

5.1.6 Методы изготовления конических зубчатых колес 294

5.1.6.1 Обработка прямых конических зубчатых колес 294

5.1.6.2 Работа со спиральными и косозубыми коническими зубьями 301

5.2 Допустимая нагрузка конических зубчатых колес 306

5.2.1 Силы в сетке 306

5.2.2 Допустимая нагрузка на точечную коррозию 307

5.2.3 Допустимая нагрузка на корень зуба 310

5.2.3.1 Допустимая нагрузка от задира и микропиттинга 311

5.3 Элементы конической конструкции 311

5.4 Контроль и допуски конических зубчатых колес 316

5.4. 1 Контроль шага 316

5.4.2 Контроль радиального биения зубца 318

5.4.3 Тангенциальное совокупное отклонение 319

5.4.4 Контроль толщины зуба 319

5.4.5 Чертеж конического зубчатого колеса 321

5.5 приводов с перекрестными зубчатыми колесами 321

5.5.1 Основная геометрия 323

5.5.2 Скорость скольжения 324

5.5.3 Нагрузки и грузоподъемность 325

5. 5.3.1 Силы, действующие на перекрестные зубчатые колеса 325

5.5.3.2 Уровень эффективности 325

5.5.3.3 Допустимая нагрузка поперечной зубчатой ​​пары 326

5.6 Список символов 327

5.6.1 Индексы символов 328

5.6.2 Комбинированные символы 328

6 планетарных зубчатых передач 331

6.1 Введение 331

6.1.1 Основы планетарных зубчатых передач 331

6.1.2 Частоты вращения и передаточное число 334

6.1.3 Характеристики планетарных зубчатых передач 341

6.1.4 Условия стыковки 342

6.1.4.1 Состояние соосности 342

6.1.4.2 Состояние соседей 342

6.1.4.3 Состояние сборки 343

6.1.5 Диаграммы периферийных и вращательных скоростей 344

6.1.6 Wolf Symbolic 347

6.1.7 Силы, моменты и мощность планетарных зубчатых передач 347

6.1.7.1 Периферийные силы и моменты 347

6.1.7.2 Мощность и КПД 349

6.1.7.3 Разветвление мощности 352

6.1.7.4 Самоблокировка 353

6.2 Особые схемы простых планетарных передач 356

6.2.1 Конические дифференциальные передачи 356

6.2.2 Планетарные зубчатые передачи с одинарной зубчатой ​​парой 358

6.2.3 Гармонический привод 359

6.2.4 Дифференциальные планетарные передачи 361

6.2.5 Планетарная передача двигателя Ванкеля 362

6.3 Составные планетарные передачи 364

6.3.1 Составные планетарные передачи 364

6.3.2 Параллельно составные планетарные передачи 364

6.3.3 Соединенные планетарные передачи 364

6.3.4 Замкнутые планетарные передачи 366

6.3.5 Редукторы планетарных зубчатых передач 368

6.3.6 Реверсивные редукторы 373

6.3.7 Планетарные редукторы 374

6.4 Элементы конструкции планетарных зубчатых передач 377

6.4.1 Вопросы проектирования планетарной зубчатой ​​передачи 377

6.4.2 Расчеты для центральных шестерен и планет 382

6.5 Список символов 384

6.5.1 Подстрочные знаки к символам 385

6.5.2 Комбинированные символы 386

7 Червячная передача Приводы 387

7.1 Концепция, характеристики, классификация 387

7.2 Геометрия и работа червячной пары 389

7.2.1 Геометрия и работа червяка 389

7.2.1.1 Размеры червяка 390

7.2.1.2 Червячные секции 390

7.2.1.3 Работа червяка и форма боковых сторон 392

7.2.2 Геометрия и работа червячных колес 392

7.2.2.1 Геометрия червячного колеса 394

7.2.2.2 Работа червячного колеса 397

7.2.3 Расчетные значения червячной пары 399

7.2.3.1 Межосевое расстояние червячной пары 399

7.2.3.2 Передаточное число и передаточное число 399

7.2.3.3 Зазор кончика червячной пары 399

7.2.3.4 Передаточное отношение Пара червячной передачи 399

7.2.3.5 Скорости червячной пары 400

7.3 Контрольные меры и допуски червячной пары 400

7.3.1 Контроль значений измерения червяка 401

7.3.1.1 Контроль шага 401

7.3.1.2 Контроль профиля резьбы 401

7.3.1.3 Контроль радиального биения 402

7.3.2 Контроль значений измерения червячного колеса 402

7.3.2.1 Контроль шага 402

7.3.2.2 Контроль профиля зуба 402

7.3.2.3 Контроль радиального биения 402

7.3.2.4 Контроль толщины зуба 403

7.3.2.5 Комплексный контроль отклонения 403

7.3.3 Контроль значений измерения червячной пары 403

7.3.3.1 Контроль межосевого расстояния 403

7.3.3.2 Контроль люфта 404

7.4 Силы , Потери мощности и КПД червячных передач 404

7.4.1 Силы, действующие на червячную пару 404

7.4.2 Потери мощности и КПД червячной пары 406

7.5 Допустимая нагрузка червячной пары 409

7.5.1 Допустимая нагрузка на износ 409

7.5.1.1 Расчет ожидаемого износа 410

7.5.1.2 Допустимый износ 413

7.5.2 Допустимая нагрузка на точечную коррозию 414

7.5.3 Нагревательная нагрузка 415

7.5.3.1 Нагревательная нагрузка при Смазка в ванне 416

7.5.3.2 Нагревательная нагрузка при смазке распылением 416

7.5.4 Температура в массе червячного колеса 417

7.5.4.1 Температура наполнения червячного колеса в ванне 417

7.5.4.2 Объемная температура червячного колеса при смазке распылением 417

7.5.5 Допустимая нагрузка на корень зуба червячного колеса 418

7.5.5.1 Напряжение сдвига в корне зуба червячного колеса 418

7.5.5.2 Предел выносливости при сдвиге зубца червячного колеса 419

Допустимая нагрузка для прогиба червячного вала 420

7.6 Элементы конструкции червячной передачи 421

7.6.1 Процедура проектирования 421

7.6.1.1 Предыдущие варианты 421

7.6.1.2 Определение размеров пары червячной передачи 422

7.6.2 Детали конструкции червячного редуктора 424

7.7 Список символов 427

7.7.1 Подстрочные знаки символов 428

7.7.2 Комбинированные символы 429

Дополнительная литература 433

Указатель 437

Что такое силовые передачи? Техническое резюме

Обновлено в феврале 2020 г. || Функция шестерни заключается в зацеплении с другими шестернями для передачи измененного крутящего момента и вращения. Фактически, передача может изменять скорость, крутящий момент и направление движения от источника привода.

Передаточное отношение косозубой или конической зубчатой ​​передачи — это количество зубьев большой шестерни, деленное на количество зубьев меньшей шестерни. Другие типы шестерен, такие как планетарные шестерни, имеют более сложные отношения передаточного числа.

Геометрия

и общая конструкция зубчатых колес

Когда две шестерни с неравным числом зубьев входят в зацепление, механическое преимущество делает их частоту вращения и крутящий момент разными.

В простейших схемах шестерни плоские с прямозубыми зубьями (с краями, параллельными валу), а вал ведущей шестерни параллелен валу выходной.Прямозубые цилиндрические шестерни в основном проходят через зацепление, поэтому их эффективность может составлять 98% и более на ступень редуктора. Однако между поверхностями зубьев происходит некоторое скольжение, и начальный контакт зубьев происходит сразу по всей ширине зуба, вызывая небольшие ударные нагрузки, вызывающие шум и износ. Иногда смазка помогает смягчить эти проблемы.

В немного более сложных схемах зубчатые передачи с параллельными осями имеют косозубые шестерни, которые входят в зацепление под углом от 90 ° до 180 ° для большего контакта зубьев и более высокого момента.Винтовые редукторы подходят для приложений с более высокой мощностью, где долгосрочная эффективность работы важнее первоначальных затрат. Зубья косозубой шестерни постепенно входят в зацепление с поверхностями зубьев для более тихой и плавной работы, чем цилиндрические зубчатые колеса. Кроме того, они имеют более высокую грузоподъемность.

Одно предостережение: угловой контакт зубьев создает усилие, которое рама машины должна преодолевать.

Независимо от подтипа, большинство зубчатых колес с параллельными осями имеют зубья шестерен с индивидуализированными эвольвентными профилями — индивидуализированные версии свернутого следа по окружности с воображаемой струной.Здесь сопряженные шестерни имеют касательные делительные окружности для плавного зацепления качения, что минимизирует скольжение. Связанное значение, точка тангажа, — это место, где одна шестерня первоначально контактирует с точкой тангажа своего партнера.

Эвольвентные зубчатые передачи

также имеют траекторию действия, проходящую через точку тангажа, касательную к базовой окружности.

Помимо зубчатых колес с параллельными осями, существуют непараллельные и прямоугольные зубчатые передачи. У них есть входной и выходной валы, которые выступают в разных направлениях, чтобы предоставить инженерам больше возможностей для монтажа и дизайна. Зубья таких зубчатых передач могут быть коническими (прямыми, спиральными или нулевыми), червячными, гипоидными, косозубыми или косозубыми зубчатыми колесами с перекрещенными осями. Наиболее распространены конические зубчатые передачи с зубьями угловой или конической формы.

Гипоидные шестерни очень похожи на зубчатые колеса со спирально-конической зубчатой ​​передачей, но оси входного и выходного валов не пересекаются, поэтому проще установить опоры. В отличие от зубчатых передач Zerol изогнутые зубья, которые совпадают с валом, чтобы минимизировать осевые нагрузки.

Редукторы общего назначения, комплекты для крепления на валу

и червячные передачи

Редукторы, называемые редукторами скорости, являются составной частью многих механических, электрических и гидравлических двигателей.По сути, это шестерня или ряд шестерен, объединенных таким образом, чтобы изменять крутящий момент двигателя. Обычно крутящий момент увеличивается прямо пропорционально уменьшению числа оборотов в единицу времени.

Редукторы

бывают двух видов: на основании и на валу. Типы с валом доступны в двух версиях. Один из них действительно установлен на валу , поскольку входной вал приводного двигателя поддерживает его… с помощью специальной муфты для реагирования на реакции крутящего момента. Другой крепится к корпусу машины таким образом, чтобы входной вал не выдерживал вес редуктора и не реагировал на реакции крутящего момента.

Согласно определению Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), инженеры применяют термин «редуктор скорости» к агрегатам, работающим со скоростями шестерни ниже 3600 об / мин или скоростью шага ниже 5000 футов в минуту. (AGMA — это международная группа производителей оборудования, консультантов, ученых, пользователей и поставщиков.)

Редукторы, работающие на более высоких скоростях, называются высокоскоростными агрегатами. Производители основывают каталожные рейтинги и технические характеристики редукторов скорости на основе этих стандартов AGMA.

(Больше после иллюстрации.)

Здесь показаны зубчатые передачи брендов Spiroid и Helicon. Эти косоосные зубчатые передачи, подходящие для передачи мощности под прямым углом в приложениях с высокими требованиями к удельной мощности, работают на непересекающихся и непараллельных осях. По сравнению с традиционными коническими и червячными передачами с прямым углом смещение оси зубчатого колеса в зубчатых передачах Spiroid и Helicon обеспечивает больший контакт зуба с поверхностью и приводит к более высокому коэффициенту контакта. Это увеличивает крутящий момент и сглаживает передачу движения.В зубчатых передачах марки Spiroid используется передовое программное обеспечение и инструменты, чтобы запатентованные зубчатые передачи соответствовали требованиям конкретного приложения. Редукторы тихие, жесткие и компактные, с передаточными числами от 3: 1 до 300: 1 и выше.

Существует столько же типов редукторов, сколько и типов шестерен. Рассмотрим редукторы, у которых входной и выходной валы расположены под разными углами. Наиболее распространены червячные редукторы.

Редукторы

с червячной передачей используются в двигателях с низкой и средней мощностью.Они предлагают низкую начальную стоимость, высокие передаточные числа и высокий выходной крутящий момент в небольшом корпусе, а также более высокую устойчивость к ударным нагрузкам, чем редукторы с косозубой шестерней. В традиционной установке цилиндрический зубчатый червяк входит в зацепление с дисковой колесной шестерней с зубьями на ее окружности или на поверхности.

(подробнее после видео.)

Большинство червячных передач имеют цилиндрическую форму с зубьями одинакового размера. В некоторых червячных редукторах используется геометрия зубьев с двойным охватом — с делительным диаметром, который изменяется от глубокого к короткому и обратно к глубокому, поэтому зацепляется большее количество зубьев.Независимо от версии, большинство зубчатых колес червячных редукторов имеют чашеобразные края зубьев, которые охватывают червячный вал во время зацепления. Во многих случаях скользящее зацепление снижает эффективность, но продлевает срок службы, так как червячное соединение удерживает пленку смазки во время работы. Отношение червячной передачи — это количество зубьев колеса к количеству витков резьбы (заходов или заходов) на червяке.

Несколько слов о редукторах

Редуктор похож на редуктор, но редуктор не только снижает скорость.Инженеры используют их везде, где требуется высокий крутящий момент на низкой скорости. Он уменьшает инерцию отраженной массы груза, что упрощает ускорение тяжелых грузов, позволяя конструкциям работать с меньшими двигателями. Редукторы бывают разных стилей, от простых цилиндрических редукторов до более сложных планетарных редукторов и редукторов гармонического типа, каждый со своими характеристиками и подходящими областями применения. Одно предостережение: в некоторых приложениях люфт редуктора является проблемой. В этом случае рассмотрите возможность использования редуктора с низким или нулевым люфтом.

Редукторы, специальные редукторы и редукторы для сервоприводов… включая планетарные редукторы

Это самосмазывающиеся шестерни с металлическим сердечником от Intech для применений с частыми циклами включения и выключения и высоким крутящим моментом, которым требуются компоненты силовой передачи для устойчивости к ударам. Сервосистемы

— это системы точного движения с обратной связью и (в большинстве случаев) довольно строгими требованиями к точности. Поэтому для этих конструкций инженеры должны выбирать редукторы с сервоприводом с хорошей жесткостью на кручение, надежным выходным крутящим моментом и минимальным люфтом.Производители оригинального оборудования, которым поручено интегрировать сервосистемы, должны искать бесшумные редукторы, которые легко устанавливаются на двигатель и требуют минимального или (если возможно) никакого обслуживания.

Фактически, многие современные механизмы интегрируют сервоприводы в электромеханические устройства для конкретных приложений, и некоторые из этих устройств достаточно распространены, чтобы иметь специальные ярлыки. Вот некоторые из наиболее распространенных.

Мотор-редуктор: Этот комплектный механизм движения представляет собой зубчатый редуктор, интегрированный с электродвигателем переменного или постоянного тока.Обычно двигатель включает шестерни на выходе (обычно в виде собранной коробки передач) для снижения скорости и увеличения доступного выходного крутящего момента. Инженеры используют мотор-редукторы в машинах, которые должны перемещать тяжелые предметы. Спецификации скорости для мотор-редукторов — это нормальная скорость и крутящий момент при остановке.

Коробка передач: Это замкнутая зубчатая передача… механический блок или компонент, состоящий из ряда интегрированных шестерен. Планетарные передачи широко распространены в интегрированных коробках передач.

Планетарные передачи: Эти зубчатые передачи, особенно часто используемые в сервосистемах, состоят из одной или нескольких внешних планетарных шестерен, которые вращаются вокруг центральной или солнечной шестерни.Обычно планетарные шестерни устанавливаются на подвижном рычаге или водиле, который вращается относительно солнечной шестерни. В наборах часто используется внешняя кольцевая шестерня или кольцо, которое входит в зацепление с планетарными шестернями.

Передаточное число планетарного ряда требует расчета, потому что есть несколько способов преобразовать входное вращение в выходное вращение. Обычно одна из этих трех шестерен остается неподвижной; другой — вход, который обеспечивает питание системы, и последний действует как выход, который получает мощность от приводного двигателя.Отношение входного вращения к выходному вращению зависит от количества зубьев в каждой шестерне и от того, какой компонент удерживается в неподвижном состоянии.

WEISS North America производит делительно-поворотный стол TO220C с прямым приводом, который входит в этот испытательный стенд. Машина проверяет точеные автомобильные детали. Благодаря зубчатому приводу WEISS время переключения составляет всего 0,3 секунды… при времени цикла, равном 1,9 секунды (по сравнению с 2,6 секунды в предыдущих моделях). Планетарные передачи

обладают рядом преимуществ по сравнению с другими передачами.К ним относятся высокая удельная мощность, возможность получения значительного снижения при небольшом объеме, несколько кинематических комбинаций, чисто крутильные реакции и соосный вал. Еще одним преимуществом планетарных редукторов является эффективность передачи энергии. Потери обычно составляют менее 3% на ступень, поэтому вместо того, чтобы тратить энергию на механические потери внутри редуктора, эти редукторы передают большую часть энергии для производительного движения.

Планетарные редукторы также эффективно распределяют нагрузку.

Несколько планет разделяют передаваемую нагрузку между собой, что значительно увеличивает плотность крутящего момента. Чем больше планет в системе, тем больше грузоподъемность и выше плотность крутящего момента. Эта конструкция также очень устойчива благодаря равномерному распределению массы и повышенной жесткости при вращении. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на подшипники, труднодоступность и сложность конструкции.

В сервосистемах, помимо увеличения выходного крутящего момента, редукторы обладают еще одним преимуществом — сокращением времени установления.Время установления является проблемой, когда инерция двигателя мала по сравнению с инерцией нагрузки… проблема, которая является источником постоянных споров (и регулярных улучшений) в отрасли. Коробки передач уменьшают инерцию, отраженную от органов управления, на коэффициент, равный квадрату редуктора.

Зубчатая передача волновая

Деформационная передача — это зубчатая передача особой конструкции для понижения скорости. Он использует металлическую эластичность (отклонение) шестерни для снижения скорости. (Комплекты зубчатых передач для деформационной волны также известны как Harmonic Drives, зарегистрированный товарный знак Harmonic Drive Systems Inc.) Преимущества использования волновой передачи включают нулевой люфт, высокий крутящий момент, компактный размер и точность позиционирования.

Зубчатая передача для деформационных волн состоит из трех компонентов: генератора волн, гибкого колеса и кругового шлицевого соединения.

Генератор волн представляет собой узел подшипника и стального диска, называемый пробкой генератора волн. Внешняя поверхность вилки генератора волн имеет эллиптическую форму, обработанную в соответствии с точными характеристиками. Специально разработанный шариковый подшипник запрессован вокруг этой заглушки подшипника, заставляя подшипник принимать ту же эллиптическую форму, что и вилка генератора волн.Конструкторы обычно используют генератор волн в качестве входного элемента, обычно присоединенного к серводвигателю.

Это прогрессия зацепления зубьев с гибкими шлицами с зубьями с круговыми шлицами. Профиль зубьев шестерни Harmonic Drive допускает зацепление до 30% зубьев… для большей жесткости и крутящего момента, чем у зубчатых колес с эвольвентными зубьями.

Flexspline представляет собой тонкостенную стальную чашку. Его геометрия позволяет стенкам чашки быть податливыми в радиальном направлении, но оставаться жесткими на кручение (поскольку чашка имеет большой диаметр).Производители вытачивают зубья шестерни на внешнюю поверхность около открытого конца чашки (около краев). Гибкая линия обычно является выходным элементом механизма.

Чашка имеет жесткий выступ на одном конце для обеспечения прочной монтажной поверхности. Генератор волн вставлен внутрь гибкого колеса, поэтому подшипник находится в том же осевом положении, что и зубья гибкого колеса. Стенка flexspline около края чашки соответствует той же эллиптической форме, что и подшипник. Это придает зубьям на внешней поверхности гибкого шлейфа эллиптическую форму.Таким образом, гибкий шлейф имеет на своей внешней поверхности эллиптический диаметр зубчатого колеса.

Круговой шлиц представляет собой жесткое круглое стальное кольцо с зубьями на внутреннем диаметре. Обычно он прикреплен к корпусу и не вращается. Его зубы сцепляются с зубами гибкого сплайна. Зубчатый рисунок гибкого шлица входит в зацепление с профилем зубьев кругового шлицевого вала вдоль главной оси эллипса. Это взаимодействие похоже на эллипс, вписанный концентрически в круг. Математически вписанный эллипс касается круга в двух точках.Однако зубья шестерни имеют конечную высоту. Таким образом, на самом деле существует две области (а не две точки) зацепления зуба. Приблизительно 30% зубов постоянно задействованы.

Упругая радиальная деформация действует как очень жесткая пружина, чтобы компенсировать зазор между зубьями, который в противном случае увеличил бы люфт.

Угол давления зубьев шестерни преобразует тангенциальную силу выходного крутящего момента в радиальную силу, действующую на подшипник волнового генератора.Зубцы гибкого и кругового шлицев входят в зацепление около большой оси эллипса и выходят из зацепления на малой оси эллипса. Обратите внимание, что гибкий шлиц имеет на два зубца меньше, чем круговой шлиц, поэтому каждый раз, когда генератор волн поворачивается на один оборот, гибкий шлиц и круговой шлиц сдвигаются на два зубца. Передаточное число рассчитано:

количество зубьев гибкого шлица ÷ (количество зубьев гибкого колеса — количество зубьев кругового шлица)

Движение зацепления (кинематика) зубчатого колеса деформационно-волновой передачи отличается от движения планетарного или прямозубого колеса.Зубья входят в зацепление таким образом, чтобы постоянно зацепляться до 30% зубьев (60 для передаточного числа 100: 1). Это контрастирует с шестью зубьями для планетарной шестерни и одним или двумя зубьями для прямозубой шестерни.
Кроме того, кинематика позволяет зубьям шестерни входить в зацепление с обеих сторон боковой поверхности зуба. Люфт — это разница между расстоянием между зубьями и шириной зуба, и эта разница равна нулю в зубчатой ​​передаче с волновой деформацией.

(Подробнее после галереи. Нажмите на фото для увеличения.)

Как часть конструкции, производитель предварительно нагружает зубья шестерни гибкого шины относительно зубцов круглого шлица на главной оси эллипса .

Зубцы Flexspine и Circular Spline входят в зацепление около большой оси эллипса и выходят из зацепления на малой оси эллипса.

Предварительный натяг таков, что напряжения намного ниже предела выносливости материала. По мере износа зубьев шестерни эта упругая радиальная деформация действует как жесткая пружина, компенсируя зазор между зубьями, который в противном случае вызвал бы увеличение люфта.Это позволяет производительности оставаться неизменной в течение всего срока службы шестерни.

Зубчатая передача с волновым напряжением обеспечивает высокое отношение крутящего момента к весу и крутящему моменту к объему. Легкая конструкция и одноступенчатое передаточное число (до 160: 1) позволяют инженерам использовать шестерни в приложениях, требующих минимального веса или объема. Маленькие двигатели могут использовать большое механическое преимущество передаточного числа 160: 1 для создания компактного, легкого и недорогого корпуса.

Другой профиль зуба для зубчатых передач с волновой деформацией — это зубец S.Такая конструкция позволяет зацеплять большее количество зубьев шестерни. В результате удваивается жесткость на кручение, удваиваются номинальные значения максимального крутящего момента и увеличивается срок службы. Форма зуба S не использует эвольвентную кривую зуба. Вместо этого он использует серию чисто выпуклых и вогнутых дуг окружности, которые соответствуют локусам точек взаимодействия, продиктованным теоретическим анализом и анализом САПР.

Увеличенный радиус корневой фаски делает зуб S намного прочнее, чем зуб эвольвентной кривой. Он выдерживает более высокие изгибающие (растягивающие) нагрузки при сохранении безопасного запаса прочности.

Прочтите статью по теме: Как выбрать мотор-редуктор за четыре простых шага

зубчатые передачи | Superior Gearbox Company

Зубчатые передачи обычно описываются расположением валов или способом крепления к оборудованию.

Существует три основных конфигурации:

• Рядный: Концентрическая зубчатая передача, также обычно называемая рядной зубчатой ​​передачей, — это та, в которой высокоскоростной и низкоскоростной валы находятся в одной и той же горизонтальной и вертикальной плоскостях.
• Параллельно: Параллельные зубчатые передачи размещают высокоскоростной и низкоскоростной валы в одной горизонтальной плоскости и параллельно друг другу.
• Прямоугольный: Прямоугольные зубчатые передачи имеют угол 90 градусов между высокоскоростным и низкоскоростным валами.

В зубчатых передачах используются несколько типов шестерен в различных конфигурациях, включая червячные, косозубые, конические, шпиндельные и прямозубые.

Преимущества зубчатых передач

Электроэнергия необходима для работы машин и оборудования.Для эффективной передачи энергии часто требуется комбинация передающих устройств для решения различных задач. Наиболее распространенные типы трансмиссии включают ремни, цепи и шестерни. Хотя каждый из этих механизмов является эффективным средством передачи мощности, зубчатые передачи играют важную роль во многих устройствах из-за их эффективности и надежности.

Зубчатые передачи могут передавать мощность на короткие расстояния с постоянной скоростью и подходят для передачи малой, средней и большой мощности.Зубчатые передачи также более компактны, чем другие методы передачи, что упрощает их установку. В большинстве случаев зубчатые передачи более эффективны, чем ременные или цепные передачи. Правильно спроектированная зубчатая передача также может уменьшить количество точек защемления, которые характерны для ременных и цепных передач, повышая безопасность.

Superior Gearbox Варианты зубчатых передач компании

В Superior Gearbox мы предлагаем несколько высококачественных конструкций зубчатых передач в соответствии с вашими потребностями, в том числе:

1. Серия 100 — Серия 100 оснащена стандартным валом диаметром 1 дюйм и весит всего лишь От 7 до 10 фунтов.Он имеет алюминиевый корпус, состоящий из двух частей, который обеспечивает дополнительную прочность, коррозионную стойкость и теплоемкость. Прецизионные кованые шестерни обеспечивают точное зацепление шестерен и оптимальный предварительный натяг подшипников. Серия 100 предлагается с тремя передаточными числами: 1: 1, 1,1: 1 и 1,43: 1.
2. Серия 200 — Серия 200 оснащена стандартным 1-дюймовым валом, изготовленным из высокопрочной стали, и предлагается с тремя передаточными числами: 1: 1, 1,5: 1 и 2: 1. Конические роликоподшипники обеспечивают повышенную грузоподъемность и срок службы подшипников.Высокопрочный, состоящий из двух частей алюминиевый корпус обеспечивает отличную теплоемкость и коррозионную стойкость, а перед отправкой устройство проходит испытания на герметичность.
3. Серия 400– В серии 400 представлены высокоточные кованые шестерни, предлагаемые в четырех передаточных числах: 1: 1, 1,35: 1, 1,5: 1 и 2: 1, со спиральной конической фаской 1: 1. Стандартная с валом 1,250 ″, сделанным из высокопрочной стали, серия 400 весит от 25 до 30 фунтов, включая 28 унций. смазки 80W-90.
4. Серия 500 — Серия 500 имеет 1.Вал 375 ″ из ​​высокопрочной стали, вал 1,50 ″ доступен в ограниченных вариантах. Модель 500 выпускается с четырьмя передаточными числами: 1: 1, 1,35: 1, 1,5: 1 и 2: 1, со спиральной конической головкой 1: 1. Серия 500 весит от 25 до 30 фунтов, включая 28 унций. трансмиссионной смазки 80W-90, она точно обработана и изготовлена ​​для обеспечения надежности.
5. Серия 600 — Благодаря алюминиевому корпусу, состоящему из двух частей, серия 600 предлагается в шести соотношениях: 1: 1, 1,18: 1, 1,35: 1, 1,5: 1, 1,86: 1 и 2: 1. С валом диаметром 1,75 дюйма, изготовленным из высокопрочной стали, серия 600 весит от 60 до 70 фунтов., в том числе 85 унций. трансмиссионной смазки и подвергается прецизионной обработке.
6. Серия 700 — Серия 700 весит приблизительно 120 фунтов, включая 125 унций. смазки 80W-90 и имеет входной вал диаметром 1,75 дюйма и выходной вал диаметром 2,75 дюйма, изготовленные из высокопрочной стали. Серия 700 отличается прецизионно кованными шестернями и передаточным числом 2,92: 1.
7. Утюг серии 700 — Серия утюгов 700 отличается цельным железным корпусом для высокопроизводительных приложений и 2.Передаточное число 92: 1. При весе около 190 фунтов. с 175 унциями. смазки, серия 700 Iron имеет входной вал диаметром 1,75 дюйма и выходной вал диаметром 2,75 дюйма, изготовленные из высокопрочной стали.
8. Серия 800 — Серия 800 весит приблизительно 120 фунтов, включая 125 унций. смазки и имеет алюминиевый корпус, состоящий из двух частей, передаточное число 2,92: 1, стандартный входной вал 1,75 дюйма и выходной вал 2,75 дюйма, изготовленные из высокопрочной стали.
9. S240 — Серия Spindle 240 имеет двухкомпонентный алюминиевый корпус с литыми под давлением полностью обработанными половинами корпуса для захвата и защиты подшипников и двухкромочными уплотнениями.Вал диаметром 1 дюйм, изготовленный из высокопрочной стали, входит в стандартную комплектацию, и S240 рекомендуется для средних нагрузок, когда требуются его низкий профиль и короткое расстояние от лезвия до деки.
10. R20A — R20A имеет конструкцию кованой прямой конической шестерни с передаточным числом 1: 1 и валами 1,75 дюйма, изготовленными из высокопрочной стали. R20A имеет специальный угол поворота вала 68 градусов.
11. h230 — Коробка передач h230 оснащена стандартным валом диаметром 1,375 дюйма из высокопрочной стали и 1.Передаточное число 61: 1. Эта коробка передач имеет специальный угол поворота вала 50 градусов. Он точно обработан для обеспечения точного зацепления шестерен и предварительного натяга подшипников. Модель h230 также включает конические роликовые подшипники, которые обеспечивают повышенную грузоподъемность и срок службы подшипников.
12. Shaker — Коробка передач Shaker прецизионно обработана с использованием высокопрочных и экономичных зубчатых колес из ковкого чугуна, отлитых с помощью встроенных грузов и состоящего из двух частей алюминиевого корпуса.