Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Зубчатая передача

Зубчатая передача (далее З) механизм, состоящий из колес с зубьями, которые сцепляются между собой и передают вращательное движение, обычно преобразуя угловые скорости и крутящие моменты.

  З. п, разделяют по взаимному расположению осей на передачи (рис. 1): с параллельными осями - цилиндрические; с пересекающимися осями - конические, а также редко применяемые цилиндро-конические и плоско-цилиндрические; с перекрещивающимися осями - зубчато-винтовые (червячные, гипоидные и винтовые). Частным случаем З является зубчато-реечная передача, преобразующая вращательное движение в поступательное или наоборот. В большинстве машин и механизмов применяют З с внешним зацеплением, т. е. с зубчатыми колесами, имеющими зубья на внешней поверхности, реже - с внутренним зацеплением, при котором на одном колесе зубья нарезаны на внутренней поверхности.

  Зубчатые колеса выполняют: с прямыми зубьями для работ при невысоких и средних скоростях в открытых передачах и в коробках скоростей; с косыми зубьями для использования в ответственных передачах при средних и высоких скоростях (свыше 30% всех цилиндрических зубчатых колес); с шевронными зубьями для передачи больших моментов и мощностей в тяжелых машинах; с круговыми зубьями - во всех ответственных конических З Как правило, в машинах и механизмах применяют З с постоянным передаточным числом



где w1, z1 и w2, z2 - угловая скорость и число зубьев соответственно быстроходного и тихоходного зубчатых колес. З с переменным передаточным числом осуществляют некруглыми цилиндрическими колесами, которые ведомому элементу сообщают заданную плавно изменяющуюся скорость при постоянной скорости ведущего. Такие З применяют редко. Передаточное число одной пары колес в редукторах обычно до 7, в коробках скоростей - до 4, в приводах столов станков -до 20 и более. Окружные скорости для высокоточных прямозубых З - до 15 м/сек, для косозубых - до 30 м/сек, в быстроходных передачах скорости достигают 100 м/сек и более.

  З являются наиболее рациональным и распространенным видом механических передач. Их применяют для передачи мощностей - от ничтожно малых до десятков тысяч квт, для передачи окружных усилий от долей грамма до 10 Мн (1000 mc). Основные достоинства З: значительно меньшие габариты, чем у др. передач; высокий кпд (потери в точных, хорошо смазываемых передачах 1-2%, в особо благоприятных условиях 0,5%); большая долговечность и надежность; отсутствие проскальзывания; малые нагрузки на валы. К недостаткам З можно отнести шум при работе и необходимость точного изготовления.

  Зубчатые колеса находятся в т. н. зубчатом зацеплении, основной кинематической характеристикой которого является постоянство мгновенного передаточного отношения при непрерывном контакте зубьев. При этом общая нормаль (линия зацепления) к профилям зубчатых колес в любой точке их касания должна проходить через полюс зацепления (рис. 2). В цилиндрических передачах полюсом зацепления является точка касания начальных окружностей зубчатых колес, т. е. окружностей, которые катятся друг по другу без скольжения. Диаметры начальных окружностей d1 и d2 можно определить из соотношений:



  где А - межосевое расстояние (расстояние между осями колес). Указанному условию удовлетворяют многие кривые, в частности эвольвенты, которые наиболее выгодны для профилирования зубьев с точки зрения сочетания эксплуатационных и технологических свойств, поэтому эвольвентное зацепление получило преимущественное применение в машиностроении. Колеса с эвольвентным профилем могут быть нарезаны одним инструментом, независимо от числа зубьев и так, чтобы каждое эвольвентное колесо могло входить в зацепление с колесами, имеющими любое число зубьев. Профиль зубьев инструмента может быть прямолинейным, удобным для изготовления и контроля. Эвольвентное зацепление мало чувствительно к отклонениям межосевого расстояния. Контакт профилей зубьев происходит в точках линии зацепления, проходящей через полюс зацепления касательно к основным окружностям с диаметрами d01 = d1 cos a и d02 = d1 cos a, где a - угол зацепления. Основной размерный параметр эвольвентных и др. зубчатых зацеплений - модуль m, равный отношению диаметра делительной окружности зубчатого колеса dд к числу зубьев z. Для некорригированных эвольвентных зацеплений (см. Корригирование зубчатых колес) начальные и делительные окружности совпадают:

  d1 = dд1 = mz1 и d2 = dд2 = mz2.

Профиль т. н. производящей рейки при образовании зубчатого колеса очерчивается по исходному контуру основной рейки (рис. 3), которая получается при увеличении числа зубьев нормального эвольвентного зубчатого колеса до бесконечности. Зубья производящей рейки имеют увеличенную высоту h = (h` + h") для образования радиального зазора в зацеплении (com), толщину по делительной окружности s, радиус закругления ri, шаг зацепления t, угол зацепления aд. В косозубых колесах исходный контур принимают в сечении, нормальном к линии зуба.

  В конической З (рис. 4) начальные цилиндры заменяются начальными конусами 1 и 2. Профили зубьев приближенно рассматриваются как линии пересечения боковых поверхностей зубьев с дополнительными конусами 3 и 4, соосными начальным, но с образующими, перпендикулярными образующим начальных конусов. Модуль, начальные и делительные окружности измеряют на внешнем дополнительном конусе. Для удобства профилирования зубьев дополнительные конусы развертывают на плоскость 5 и 6. Эвольвентное зацепление может быть улучшено корригированием. Кроме эвольвентного зацепления, в часовых механизмах и некоторых др. приборах применяют циклоидальное зацепление, работающее с меньшими потерями на трение и позволяющее применять зубчатые колеса с малым числом зубьев, но не обладающее указанными достоинствами эвольвентного зацепления. В тяжелых машинах наряду с эвольвентными передачами применяют круговинтовые передачи (рис. 5), предложенные в 50-х гг. 20 в. М. Л. Новиковым. Профили зубьев колес в зацеплении Новикова очерчиваются дугами окружностей. Выпуклые зубья одного зубчатого колеса (обычно малого) контактируют с вогнутыми зубьями другого. Начальное касание (без нагрузки) происходит в точке. В передаче Новикова зубчатые колеса косозубые. Точки контакта зубьев перемещаются не по высоте зубьев, а только в осевом направлении, т. о. линия зацепления параллельна осям колес. К достоинствам таких З относятся: пониженные контактные напряжения, благоприятные условия для образования масляного клина, возможность применения колес с малым числом зубьев и, следовательно, большие передаточные числа. Несущая способность передач Новикова по критерию контактной прочности существенно выше, чем эвольвентных.

  Для удовлетворительной работы З необходима достаточная их точность. Для З предусмотрено 12 степеней точности, выбираемых в зависимости от назначения и условий работы передачи.

  Основные причины выхода из строя З - поломки зубьев, усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев, абразивный износ, заедание зубьев (наблюдаемое при разрушении масляной пленки от больших давлений или высоких температур).

  Основными материалами для зубчатых колес являются легированные стали, подвергаемые термической или химико-термической обработке: поверхностной закалке, преимущественно токами высокой частоты, объемной закалке, цементации, нитроцементации, цианированию. З из сталей, улучшаемых термообработкой до нарезания зубьев, изготовляют при отсутствии жестких требований к их габаритам, чаще всего в условиях мелкосерийного и индивидуального производства. При особых требованиях к бесшумности и малых нагрузках одно из зубчатых колес делают из пластмассы (текстолита, капролона, древеснослоистых пластиков, полиформальдегида), а сопряженное - из стали. З рассчитывают на прочность по напряжениям изгиба в опасном сечении у основания зубьев и по контактным напряжениям в полюсе зацепления.

  З применяют в виде простых одноступенчатых передач и в виде различных сочетаний нескольких передач, встроенных в машины или выполненных в виде отдельных агрегатов. Широко используют З для понижения угловых скоростей и повышения крутящих моментов в редукторах. Редукторы выполняют обычно в самостоятельных корпусах одно-, двух- и трехступенчатыми с передаточными числами соответственно 1,6-6,3; 8-40; 45-200. Наиболее распространены двухступенчатые редукторы (около 95%). Для получения различных частот вращения выходного вала при постоянной скорости приводного двигателя применяют коробки скоростей. Возможности зубчатых механизмов расширяются с применением планетарных передач, которые используются в качестве редукторов и дифференциальных механизмов. Небольшие габариты и масса планетарных З обусловливаются распределением нагрузки между несколькими совершающими планетарное движение зубчатыми колесами (сателлитами) и применением внутреннего зацепления, обладающего повышенной несущей способностью. При переходе от простых передач к планетарным достигается уменьшение массы в 1,5-5 раз. Наименьшие относительные габариты имеют волновые передачи, обеспечивающие передачу больших нагрузок при высокой кинематической точности и жесткости.

  Лит.: Кудрявцев В. Н., Зубчатые передачи, М. - Л., 1957; Решетов Д. Н., Детали машин, М., 1963; Часовников Л. Д., Передачи зацеплением, М., 1969; Детали машин. Справочник, под ред. Н. С. Ачеркана, т. 3, М., 1969.

  Д. Н. Решетов.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 27.11.2021 14:16:16
14:12 На юбилее КВН спели про Пескова
14:07 В Европе заявили о высокой степени риска из-за нового штамма коронавируса
14:02 На Украине пресс-марафон Зеленского сравнили с выступлением КВН
13:58 Российский врач назвал споры о вакцинации вредными для психики
13:49 Российская антиваксерша распылила дихлофос в росгвардейцев
13:47 Создателю премии «Кинотавр» сделали срочную операцию в Москве
13:44 Россиянам объяснили разницу между оливками и маслинами
13:41 Большунов завоевал первую медаль на Кубке мира
13:31 Певица Глюкоза предложила оборудовать курилки в школах
Больше новостей
СегодняСиловые структуры «Он был рисковым человеком» Как телохранители спасали Брежнева от пуль террористов и шли за ним в урановые шахты
26 ноября 2021Россия «Людей заранее объявили погибшими» Трагедия на шахте «Листвяжная» — не первая. Почему в Кузбассе гибнут сотни шахтеров?
СегодняКультура От Моргенштерна до Инстасамки: почему в России преследуют и запрещают провокационных артистов?
13:57 В Калуге открылся Всероссийский научный фестиваль «Плоды науки»
13:54 Stellantis будет выпускать механические коробки передач в Калуге
13:13 Бузова заявила о побеге из больницы ради дня рождения отца
СегодняИз жизни «Уходите, вы нам не нужны!» Как афганцы на верблюдах оказались в Австралии и почему их ценили не больше животных?
26 ноября 2021Россия «Директор отмажется, у него денег много» Бывший горняк шахты «Листвяжная» о том, что привело к гибели 52 человек
13:53 Cadillac запатентовал три новых названия для будущих моделей
13:52 У Ferrari уже есть идеи для ещё пяти будущих «икон»
13:31 Убийцу «колбасного короля» уличили в подготовке побега из СИЗО
СегодняМоя страна «Никогда бы не подумала, что это Россия!» Куда отправиться, чтобы увидеть самые красивые маяки страны?
СегодняИнтернет и СМИ «Ненависть продолжит процветать» Как превращение Facebook в метавселенную повлияет на миллиарды пользователей?
13:26 Руководство «Ювентуса» обвинили в отмывании крупной суммы
12:59 Стало известно о состоянии пострадавших при пожаре на заводе в Дзержинске
12:49 Кинопродюсеру Марку Рудинштейну сделали срочную операцию
СегодняРоссия «Шофера пришлось порезать...» Кто и как раскрывал самые громкие преступления во времена СССР
26 ноября 2021Россия В шахте «Листвяжная» нашли выжившего. В спасение людей под землей уже никто не верил
12:53 Россияне раскрыли источники средств на первый взнос по ипотеке
13:03 В России рассказали о зоне поражения «Искандеров» в Европе
12:39 Жителей Москвы возмутил молящийся напротив музея приезжий
26 ноября 2021Культура Ночной дозор. В прокат вышел самый стильный фильм ужасов этого года. Почему его нужно смотреть?
25 ноября 2021Силовые структуры Из тюремного ада. Как многолетние пытки и издевательства над заключенными привели к отставке главы ФСИН России
12:39 Названы сроки начала испытаний российского препарата против COVID-19
12:30 В УФСИН прокомментировали возможный побег убийцы «колбасного короля»
12:36 Вера Брежнева рассказала о кастинге в группу «ВИА Гра»
25 ноября 2021Россия 52 человека погибли в шахте «Листвяжная» в Кемеровской области. Это горняки и спасатели. Живых под землей больше нет
26 ноября 2021Среда обитания «Золотые унитазы все еще популярны в регионах» Где и за сколько приобретают жилье российские чиновники
12:20 Названы приоритетные версии причин пожара на заводе боеприпасов в Дзержинске
12:21 Нарышкин обвинил США в попытках разжечь конфликт в Донбассе
12:15 Татьяна Тарасова рассказала о проблемах со здоровьем
25 ноября 2021Россия Госдума лишила депутата Рашкина неприкосновенности. Какое наказание его ждет за убийство лося?
25 ноября 2021Моя страна Российские кладбища обрели популярность у туристов. Какие легенды они таят и почему их стоит посетить?
12:09 Осквернившему фото ветерана ВОВ блогеру предъявили обвинение
12:08 Российский пятиклассник пытался напасть на сверстника и учителя во время урока
12:06 Директора шахты «Листвяжная» арестовали на два месяца
24 ноября 2021Путешествия Другой Стамбул. Еще недавно здесь жили мигранты и бедняки. Чем сегодня способен удивить туриста «золотой» район Стамбула?
26 ноября 2021Россия «Родители сначала были в шоке» История россиянки, переехавшей из Москвы в Тегеран
11:43 Стоимость жилья в России предложили увеличить
11:54 Раскрыты подробности банкета чиновников в день траура после ЧП на «Листвяжной»
11:39 Россиянам предложили давать дополнительные выходные для ревакцинации
Сегодня Видео: автосалон новых Жигулей Блогеры нашли автосалон советских машин без пробега
25 ноября 2021Экономика Подняли тревогу. Могут ли биткоины привести мир к климатической катастрофе?
11:39 На шахте «Листвяжная» возобновили поисковые работы
11:33 В «Тольяттиазот» рассказали о задержании гендиректора предприятия
11:21 Появились подробности серии взрывов на заводе боеприпасов под Нижним Новгородом
25 ноября 2021Культура Развод и девичья фамилия. Адель выпустила первый альбом за шесть лет. Почему теперь ее называют главной певицей планеты?
11:30 Россиянку заподозрили в неуважении к суду из-за почтового конверта
11:09 Володин пообещал изучить все мнения о QR-кодах
11:04 Задержание заслуженного тренера России из-за маски попало на видео
10:55 Названы главные проблемы российских предпринимателей
10:42 В США рассказали о планах действий по сдерживанию России
10:28 Опубликовано видео погони полиции за BMW на МКАД со стрельбой