Зубчатые передачи

1. Зубчатые передачи

2.

Передачами (подвижными соединениями) называют устройства,
передающие усилия от двигателя к исполнительным механизмам.
Передачи бывают:
электрические,
пневматические,
гидравлические.
механические.
Механические передачи подразделяются на:
использующие трение (фрикционная и ремённая),
использующие зацепления (зубчатые, червячные,
реечные, цепные передачи и храповые механизмы).
винтовые,
К составным частям передач относят катки (ролики), шкивы,
зубчатые колеса, червяки, рейки, валы, муфты, подшипники, ремни,
цепи и др.

3.

Фрикционная передача между параллельными валами
состоит из двух цилиндрических катков, прижимаемых друг к другу с
некоторой силой. Если оси валов пересекаются, то применяют
конические фрикционные катки. Вращение от ведущего катка к
ведомому передается при помощи сил трения между ними.
Цилиндрическая
фрикционная передача
Коническая
фрикционная передача
Цилиндрическая фрикционная
передача с катками
клинчатой формы

4.

Ремённая передача состоит из ведущего и ведомого шкивов,
соединенных гибкой связью - ремнем. На шкивы с натяжением
надет один или несколько ремней, которые передают вращение с
одного шкива на другой при помощи сил трения.
Ремённая передача:
а – прямая, б – перекрестная, в – клиновидными ремнями

5.

Зубчатые передачи :
между параллельными валами применяют цилиндрические
зубчатые колеса с внешним или внутренним зацеплением
прямозубые
косозубые
внутреннее
зацепление
шевронные
между валами, оси которых пересекаются под острым, прямым
или тупым углом, применяют конические зубчатые колеса
с прямозубыми
колесами
с кривозубыми
колесами
цилиндро-коническая

6.

между перекрещивающимися валами применяют червячные и
винтовые передачи
винтовая
червячная
для преобразования вращательного движения в поступательное
(или наоборот) служит реечная передача, состоящая из
цилиндрического зубчатого колеса и зубчатой рейки

7.

цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и
охватывающей их цепи
роликовая цепь
зубчатая цепь
храповой механизм осуществляет вращение вала только в одном
направлении и состоит из двух деталей: зубчатого храпового
колеса (храповика) и собачки

8.

Цилиндрические зубчатые передачи
Применяется для передачи вращения от одного вала к другому
между параллельными валами.
Зубчатое колесо, сообщающее движение другому колесу,
называется ведущим; зубчатое колесо, которому сообщается
движение ведущим колесом, называется ведомым.
Меньшее из зубчатых колес сцепляющейся пары называется
шестерней, а большее - колесом. При одинаковом числе зубьев
шестерней называют ведущее колесо, а колесом – ведомое. Термин
"зубчатое колесо" относится как к шестерне, так и к колесу.
Цилиндрическая зубчатая передача
осуществляется
цилиндрическими
колесо
зубчатыми колесами, зубья которых
расположены
на
цилиндрической
поверхности, причем зубья могут быть
параллельными оси колеса (прямозубые
шестерня
колеса) или под углом от 8° до 20° к оси
колеса (косозубые колеса).

9.

Технология изготовления зубчатых колес
Заготовку зубчатых колес получают литьем, штамповкой или
ковкой в зависимости от материала, формы и размеров.
Зубья зубчатых колес изготавливают преимущественно методами
резания на фрезерных и специальных станках одним из следующих
методов:
методом копирования (впадины между зубьями выполняются
пальцевыми или дисковыми фрезами,
Модульная дисковая
фреза
заготовка
Модульная
пальцевая фреза
заготовка

10.

методом обкатки (огибания),
точность изготовления
обеспечивающим
большую
При
этом
методе
медленно
вращающаяся заготовка зубчатого колеса
входит в зацепление с выступами
зуборезной
рейки
(гребенки),
совершающей возвратно- поступательное
движение, в результате на заготовке
образуются зубья, форма поперечного
сечения которых очерчена эвольвентами
окружности.
Помимо
зуборезной
гребенки может применяться долбяк,
напоминающий по форме шестерню, или
червячная фреза.
Для изготовления зубчатых колес применяются сталь, чугун,
бронза и различные пластмассы.

11.

Конструктивные разновидности зубчатых колес
Конструктивные форма и размеры зубчатого колеса зависят от
нагрузок, действующих на его зубья, требований технологии их
изготовления, удобства монтажа и эксплуатации, уменьшения массы
(веса) зубчатых колес, бесшумности работы и др.
Диск зубчатого
Зубчатый
колеса
Колеса малого диаметра обычно
венец
имеют форму сплошного цилиндра с
Ступица
отверстием для установки на вал.
зубчатого колеса
При несколько большем диаметре
колеса для облегчения конструкции
выполняются массивными только
обод и ступица (втулка) с отверстием
для вала. Остальная часть колеса
представляет собой тонкий диск с
отверстиями (или без отверстий).
Диск может выполняться с ребрами
жесткости.

12.

Если диаметр колеса достаточно велик, диск
заменяется
несколькими
спицами,
соединяющими обод со ступицей. Форма спиц
может быть различной. Форма поперечного
сечения спиц тоже различна: круглая, овальная,
прямоугольная, двутавровая, крестообразная и
др.
Колеса большого диаметра для удобства
монтажа и упрощения технологии изготовления
иногда выполняют разъемными из двух половин,
скрепляемых болтами.
Для поворота вала на какой-либо
заданный угол применяют зубчатый
сектор

13.

Основные параметры зубчатого колеса
Основным элементом зубчатого колеса является зуб. Очертания
боковых поверхностей – профилей – зубьев должна иметь плавную
криволинейную форму. Наибольшее распространение получило
эвольвентное очертание профиля.
Зуб ограничивается окружностью
вершин зубьев da и окружностью
впадин с диаметром df .
Зуб,
величина
которого
определяется величиной h, состоит из:
головки ha – части зуба, заключенной
между делительной окружностью
колеса d и окружностью вершин
зубьев da ;
ножки hf – части зуба, заключенной
между d и df .
Боковая поверхность зуба соединяется с поверхностью впадины
переходной поверхностью с радиусом кривизны Rf .

14.

Зубья располагаются на ободе колеса толщиной δ1 и шириной b,
который называется зубчатым венцом.
Более тонкая часть колеса толщиной δ2 – диск – соединяет
ступицу ( Dст , Lст ) с ободом.
Внутри ступицы имеется отверстие для вала Dв с пазом для
призматической шпонки(bШ , t2 ).

15.

По делительной окружности измеряют окружной шаг Pt ,
окружную толщину зуба St и окружную ширину впадин et. Эти
параметры могут иметь различную величину в зависимости от
диаметра делительной окружности, по дуге которой они измеряются.
Здесь имеет место равенство: St = et = 0,5Pt .
Основными параметрами зубчатых
колес являются число зубьев z и модуль
m:
m = Pt /
ГОСТ 9563-60 устанавливает для
эвольвентных
цилиндрических
и
конических зубчатых колес два ряда
модулей m в мм. При выборе модуля
следует отдавать предпочтение модулям
первого ряда.
1-й ряд
1
1,25
1,5
2
2,5
3
4
5
6
8
10
12
6
20
2-й ряд
1,125
1,37
1,75
2,25
2,75
3,5
4,5
5,5
7
9
11
14
18
22

16.

Параметры зубчатого колеса подразделяются на геометрические
и конструктивные.
Геометрические параметры
зубчатого колеса
Высота головки
Высота ножки
Высота зуба
Делительный диаметр
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин зубьев
Окружной шаг
Окружная толщина зуба
Окружная ширина впадины
Радиус кривизны переходной
цилиндрической поверхности
Обозначение
Расчетная формула
ha
hf
h
d
da
df
Pt
St
et
ha = m
hf =1,25m
h = ha + hf =2,25m
d = mz
da = d + 2 ha = m(z+2)
df = d - 2 hf = m(z-2,5)
Pt = m
St = 0,5 Pt =0,5 m
et = 0,5 Pt =0,5 m
Rf
Rf =0,25m

17.

Конструктивные параметры
зубчатого колеса
Расчетная формула
Ширина зубчатого венца
b = (6 8)m
Толщина обода зубчатого δ1 = (2,5 3)m
венца
Наружный диаметр ступицы
Dст = (1,6 1,8)Dв , где
Dв – диаметр вала
Толщина диска
δ2 = (3 3,6)m
Диаметр,
определяющий D1 = 0,5(Dк + Dст), где
расположение отверстий в Dк = df - 2 δ1
диске
Диаметр отверстий на диске Dо = (Dк - Dст) / (2,5 3)
Длина ступицы
Lст =1,5 Dв
Фаска
с = 0,5m*45˚
Размеры паза под шпонку
bШ и t2 выбираются по
таблицам ГОСТ 23360-78 в
зависимости от диаметра вала
Примечание: меньшие значения коэффициентов относятся
к колесам, выполненным из стали, большие – из чугуна.

18.

Если зубчатое колесо изготовлено так, что высота зуба h =2,25m,
то колесо называется выполненным без смещения исходного контура
(некоррегированное колесо). Если колесо изготовлено с высотой зуба
h≠2,25m, то колесо называется выполненным со смещением
исходного контура (коррегированное колесо).
Смещение исходного контура характеризуется коэффициентом
смещения исходного контура, обозначаемым по ГОСТ 16531-70
буквой х. Для некоррегированного колеса коэффициент смещения
исходного контура х = 0.
При выполнении учебных чертежей обычно ориентируются на
применение некоррегированных колес нормального эволвентного
зацепления, параметры которых находятся в определенной
зависимости от модуля т и числа зубьев.

19.

Условные изображения зубчатых колес
( ГОСТ 2.402-68 )
При вычерчивании зубчатых колес зубчатые венцы изображаются
условно:
проекция поверхности вершин зубьев изображается сплошной
основной линией,
проекция поверхности впадин сплошной тонкой линией,
проекция делительной поверхности – штрихпунктирной линией.
При изображении зубчатых колес в продольном разрезе зубчатые
колеса показываются не рассеченными, а образующие поверхности
выступов и впадин наносятся основными линиями.
Если в диске зубчатого колеса нет отверстий, которые облегчают
колесо, то при выполнении рабочего чертежа зубчатого колеса вместо
вида слева приводится только контур отверстия для вала со
шпоночным пазом

20.

Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес
( ГОСТ 2.403-75 )
На изображении зубчатого колеса должны быть указаны:
диаметр вершин зубьев;
ширина венца;
размеры фасок или радиусы кривизны линий притупления на
кромках зубьев, допускается указывать размеры фасок или
радиусы кривизны линий притупления в технических требованиях
чертежа;
шероховатость боковых поверхностей зубьев.
В правом верхнем углу чертежа должна быть помещена таблица
параметров зубчатого венца. Таблица параметров должна состоять из
трех частей, которые должны быть отделены друг от друга сплошными
основными линиями:
первая часть - основные данные;
вторая часть - данные для контроля;
третья часть - справочные данные.

21.

В первой части таблицы
параметров
должны
быть
приведены:
модуль т;
число зубьев z;
угол наклона линии зуба b
косозубых и шевронных
зубчатых колес;
направление линии косого
зуба - надписью «Правое»
или «Левое», для шевронных зубчатых колес - надписью
«Шевронное»;
нормальный исходный контур;
коэффициент смещения х с соответствующим знаком. При
отсутствии смещения следует проставлять 0;
степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора по
соответствующему стандарту и обозначение этого стандарта.

22.

Во второй части таблицы параметров венца должны быть
приведены
данные
для
контроля
взаимного
положения
разноименных профилей зубьев.
В третьей части таблицы параметров венца должны быть
приведены:
делительный диаметр d,
при необходимости - прочие справочные данные.
Неиспользуемые строки таблицы параметров следует исключать
или прочеркивать.
В учебных чертежах допускается выполнять только первую часть
таблицы параметров.
Обозначения шероховатости рабочих (боковых) поверхностей
зубьев проставляют на штрихпунктирной линии, соответствующей
делительной окружности.
Обозначения шероховатости впадин и вершин зубьев наносят на
линиях, соответствующих окружности вершин зубьев.

23.

Пример выполнения чертежей

24.

Спасибо за внимание