Общие сведения о цилиндрических зубчатых передачах

Основные виды цилиндрических передач, расчет и конструирование которых выполняют студенты в курсовом проектировании, это прямозубые (рис. 1), косозубые (рис. 2) и шевронные (рис. 3) передачи внешнего зацепления. Меньшее из пары зубчатых колес называется шестерней, а большее – колесом. Термин «зубчатое колесо» является общим. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, а параметрам колеса – 2.

Для закрытых (работающих в масляной ванне) зубчатых передач редукторного типа при определении их размеров в большинстве случаев решающую роль играет расчет рабочих поверхностей зубьев на выносливость по контактным напряжениям (расчет на отсутствие усталостного выкрашивания). Этот расчет выполняют как проектный. Кроме того, производят проверочный расчет зубьев на выносливость по напряжениям изгиба. В большинстве случаев напряжения изгиба в зубьях колес, рассчитанных на контактную прочность, весьма невелики. Исключения могут быть в двух случаях:

а) если применена поверхностная термическая или термохимическая обработка рабочих поверхностей зубьев до высокой твердости (более 350 НВ), в этом случае вообще может оказаться, что размеры передачи лимитируются расчетом зубьев на изгиб;

б) если при данном межосевом расстоянии, полученном из расчета зубьев на контактную прочность, принято большое суммарное число зубьев (z _Σ = z ₁ + z ₂), так как в этом случае получаются мелкомодульные зубья.

Открытые (работающие всухую или смазываемые периодически) цилиндрические передачи выполняют только прямозубыми и применяют при окружных скоростях v ≤ 2 м/с. Расчет открытой передачи принято вести аналогично расчету закрытой: из условия обеспечения контактной выносливости рабочих поверхностей зубьев находят межосевое расстояние.

Поскольку открытые передачи интенсивно изнашиваются в процессе работы, то существуют некоторые особенности их расчета, указанные в соответствующих разделах предлагаемой методики проектирования цилиндрических передач.

Рис. 1. Цилиндрическая Рис. 2. Цилиндрическая

прямозубая передача косозубая передача

а) б)

Рис. 3. Шевронная передача:

а) с жестким углом; б) с канавкой для выхода зуборезного инструмента

Исходными данными для расчета цилиндрических зубчатых передач являются: вращающий момент на колесе Т ₂, частота вращения колеса n ₂, передаточное число u, схема передачи, требуемый ресурс (время работы) L _h, ч, характер производства – единичный, мелкосерийный, крупносерийный.