Обозначения геометрических параметров и определения

Начальные окружности — при вращении колес перекатываются одна по другой без скольжения. Обозначаются — d_w — диаметр начальной окружно­сти ( шестерни, колеса), (см. выше).

Делительная окружность, диаметр d (d ₁ — шестерни, d ₂ — колеса). У боль­шинства зубчатых передач диаметры делительных и начальных окружностей совпадают, т. е. d ₁= и d ₂ = .

Межосевое расстояние

или

или

Окружной шаг p_t — расстояние между одноименными профилями зубья­ми, взятое по дуге делительной окружности.

Окружной модуль зубьев .

Модуль — основная характеристика размеров зубьев, стандартизирован (табл. 6.1.1). Диаметр делительной окружности d = тz.

По ГОСТ 13755—81 высота головки зуба h_a = т, высота ножки зуба h_f = 1,2 т.

Рисунок 6.1.7 – Основные геометрические характеристики эвольвентного зацепления

Таблица 6.1.1. ГОСТ 9563-60
Ряды	Значения модуля т, мм
	1,0	1,25	1,5		2,5
	1,125	1,375	1,75	2,25	2,75	3,5	4,5	5,5

Диаметр окружности вершин зубьев

Диаметр окружности впадин

Межосевое расстояние

Геометрические параметры цилиндрической косозубой передачи (рис. 6.1.8)

— угол наклона линии зуба, = 7...20°.

Расстояние между зубьями можно измерить в окружном (t — t) и нор­мальном (п — п) направлениях. В первом случае получим окружной шаг р_t, во втором — р. Соответственно и модули зацепления будут различными

где т_t — окружной модуль, т — нормальный модуль зубьев.

Из рис. 2.9

.

Расчетным является нормальный модуль по ГОСТ 9563—60 (табл. 6.1.1). Диаметры начальной и делительной окружностей колес с заданными z ₁ и z ₂ равны:

Высота головки и ножки зуба соответственно равны: h_а = т; h_f = 1,25 m.

Рисунок 6.1.8 – Косозубая передача Рисунок 6.1.9 – Геометрические параметры

косозубого колеса

Диаметры окружностей вершин и впадин

Ширину b венца (рис. 6.1.9) выбирают так, чтобы смещение с зуба было равно или больше его окружного шага:

отсюда

Угол наклона зубьев принимают в интервале 8...15° (до 20°). Геометрические параметры шевронной передачи аналогичны.

Точность зубчатых передач. Точность изготовления зубчатой передачи регламентируется стандар­том, который устанавливает 12 степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами 1, 2, 3,...12.

Наиболее распространены 6-, 7-, 8- и 9-я степени.

Таблица 6.1.2 - Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости колес
Вид передачи	Вид зубьев	Степень точности
Допустимая окружная скорость колес, м/с
Цилиндрическая	Прямые
Косые
Коническая	Прямые				1,5
Косые

Смазывание. Трение качения и скольжения, возникающее в процессе зацепления зубьев приводит к нагреву передачи, изнашиванию зубьев и снижению КПД.

Смазочный материал (сорт масла) выбирается в зависимости от окруж­ной скорости и контактного напряжения в зубьях. Наиболее используемые, жидкие индустриальные масла: И-Г-А-32, И-Г-А-46, И-Г-А-68 и др.

КПД зубчатой передачи. Потери мощности в зубчатой передаче складываются из потерь на тре­ние в зацеплении, на трение в подшипниках и гидравлических потерь на раз­мешивание и разбрызгивание масла (закрытие передачи). Потери в зацепле­нии составляют главную часть потерь передачи, они зависят от точности изготовления, способа смазывания, свойств смазочного материала, окружной скорости и числа зубьев колес. При увеличении числа зубьев КПД пе­редачи возрастает. Потерянная мощность в передаче переходит в теплоту, которая при недостаточном охлаждении может вызвать перегрев.

Таблица 6.1.3 - Средние значения КПД одной пары колес при передаче полной мощности с учетом потерь в подшипниках качения
	Закрытая передача	Открытая передача
Вид передачи	Степень точности
	6-я и 7-я	8-я	9-я
Цилиндрическая	0,98...0,97	0,96	0,92...0,94
Коническая	0,97...0,96	0,95	0,91...0,93

Материалы зубчатых колес. Материал зубчатых колес выбирают в зависимости от назначения и ус­ловий работы передачи. Применяются углеродистые или легированные стали, реже чугуны и пластмассы.

Основным материалом для зубчатых колес являются термически обра­ботанная стали. В зависимости от твердости активных поверхностей зубьев стальные колеса делятся на 2 группы:

1. Колеса с твердостью Н 350НВ, зубья которых хорошо прирабатыва­ются и не подвержены хрупкому разрушению.

Материалы — углеродистые стали 40, 45, 50Г, легированные стали 40Х, 50Х, 40ХН и др. Стали подвергаются нормализации и улучшению, приме­няются при мелкосерийном и единичном производстве мало- и средненагруженных передач.

Рекомендуется для шестерни выбирать материалы с твердостью на 20...30 единиц НВ выше, чем у материала колеса, т. е. НВ₁ = НВ₂ + 20...30, где НВ₁ — твердость материала.

Для косозубых и шевронных передач твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни НВ₁ = НВ₂ + 60...80 и более. Нагрузочная способность ука­занных передач при этом повышается на 25...30 %.

2. Колеса с твердостью Н 350НВ. Материалы — стали 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ. Твердость достигается поверхностной закалкой, цементацией, азо­тированием. Материалы применяют в массовом производстве в средне- и высоконагруженных передачах, а также при высоких требованиях к габари­там и массе передачи.