Зубчатые передачи и их классификация

Сфера применения

Классификация, основные параметры и особенности работы которых будут описаны ниже, вполне обосновано считаются самыми распространёнными деталями в машиностроении и прочих отраслях народного хозяйства. Такая высокая востребованность объясняется возможностью передачи с их помощью мощностей в диапазоне от нескольких долей до нескольких десятков тысяч киловатт. При этом окружные скорости вращения могут составлять до 150 м/с, а передаточные числа колеблются от сотен до тысяч. Диаметр самих колес находится в пределах от считанных миллиметров (иногда даже их долей) до шести и более метров.

Приборы используются в различных типах машин и оборудования. Они присутствуют в самых разнообразных приложениях: область мобильности; промышленная зона; коммерческая площадь; бытовая техника. Это достаточно сложный элемент машины как для проектирования, так и для производства и обслуживания. В зависимости от приложения требуется конкретный дизайн или может быть выбран из стандартных размеров. Механизмы в основном используются при передаче движений с целью получения крутящего момента, управления движением, изменения направления движения.

Советы

  • Для того, чтобы понять принцип передаточного отношения в действии, покатайтесь на велосипеде! Обратите внимание, что проще всего ехать в гору, когда у вас небольшая шестерня спереди, а большая сзади. Хотя педалями легче крутить меньшую шестерню, понадобится множество вращений, чтобы заставить заднее колесо вращаться, то есть скорость велосипеда будет ниже.
  • Мощность, необходимая для движения нагрузки, может увеличиваться или уменьшаться (относительно мощности двигателя) посредством зубчатой передачи. При проектировании двигателя необходимо учитывать передаточное отношение, чтобы мощность двигателя соответствовала характеру будущей нагрузки. Повышающая система (в которой обороты вала нагрузки выше, чем обороты двигателя) требует мотора, вырабатывающего оптимальную мощность при меньших скоростях вращения ведущего вала.
  • С другой стороны, понижающая система (в которой обороты вала нагрузки ниже, чем обороты двигателя) требует мотора, вырабатывающего оптимальную мощность при больших скоростях вращения ведущего вала.

Реклама

Виды зубчатых колес и область применения

Цилиндрические зубчатые колеса прямозубые. С наружным и внутренним зацеплением. Служат для передачи энергии вращения между валами с параллельными осями. Наиболее распространены благодаря сравнительной простоте изготовления, обслуживания, надежности и малым габаритам. Применяются во всех отраслях машиностроения: станкостроение, тяжелое оборудование, автомобильное производство, производство редукторов и др. Передачи с прямозубыми цилиндрическими колесами обладают наиболее высокой кинематической точностью. Поэтому востребованы в приборостроении.

Конические зубчатые колеса (с прямой и тангенциальной формой зуба). Для зубчатых передач с пересекающимися осями (обычно под 90 градусов). Требуют для изготовления специальных станков, более требовательны к точности изготовления, точности установки, усложняют конструкцию опор валов.

Применяются во фрезерных и зубонарезных станках. Также нашли применение в конических редукторах, дифференциальных механизмах — там, где по компоновке редуктора предусмотрены передачи с пересекающимися осями.

Червячные колеса. Для зубчатых передач с перекрещивающимися (обычно под 90 градусов) осями. Сложнее цилиндрических колес в изготовлении, быстрее изнашиваются.

Обладают низким уровнем шума, плавностью хода, обусловленные особенностями механического зацепления червяка и червячного колеса. Эти свойства ценятся в металлообрабатывающих станках, цеховых электрокарах, мешалках, бетономешалках, приводах ворот и т.д.

Только у червячных колес есть эффект «самоторможения» для передач с передаточным числом свыше 1:35. При остановке электродвигателя выходной вал невозможно провернуть. Поэтому червячные колеса применяют в редукторах там, где важна техника безопасности, сохранность грузов при перегрузке: подъемники, наклонные транспортеры. При определённых требованиях это позволяет сэкономить на дополнительном тормозном устройстве.

Классификация зубчатых передач

Зубчатые передачи принято классифицировать по целому ряду критериев. На основе такого из них, как взаимное расположение осей колес, они подразделяются на:

•Цилиндрические передачи (с параллельными осями);

•Конические передачи (с пересекающимися осями);

•Червячные передачи и колёса с криволинейными зубьями (со скрещивающимися осями).

В зависимости от того, как расположены зубья, а также колеса друг относительно друга, зубчатые передачи подразделяются на те, что имеют внешнее и внутреннее зацепление. При внешнем зацеплении колеса вращаются в противоположных направлениях, а при внутреннем – в одном и том же.

По такому критерию, как форма профиля, различают эвольвентные и неэвольвентные зубья. Первые распространены гораздо более широко, чем вторые.

По тому, как расположена теоретическая линия зуба, различают колеса с зубьями косыми, прямыми, винтовыми и шевронными. Все непрямозубые передачи издают меньше шума, обладают меньшим износом и высокой плавностью в работе. Именно поэтому их чаще всего используют в тех механизмах, которые требуют передачи значительной мощности, а также высоких окружных скоростей.

Еще одним критерием классификации зубчатых передач является их конструктивное исполнение. Согласно которому различают закрытые и открытые зубчатые передачи. Первые размещаются в специальных корпусах, и с помощью расположенных в них масляных ванн обеспечиваются постоянной смазкой. Открытые зубчатые передачи или периодически смазываются специальными консистентными смазками, или же не смазываются вообще.

Что касается такого важного критерия классификации, как величина окружной скорости, то зубчатые передачи подразделяются на тихоходные ( до /с ), среднескоростные ( 315 м/с ), быстроходные ( более 15 м/с ).

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий