Циліндричні зубчасті передачі. Матеріали, конструкція циліндричних зубчастих коліс і методи утворення зубців

У тому випадку, якщо числа зубців малих коліс рівні між собою, тобто  , і числа зубів великих коліс теж рівні між собою, тобто  , загальне передаточне число буде

.

Якщо  число однакових  пар зубчастих  коліс

.

8.5  Методи виготовлення зубчастих коліс. Види руйнування

зубців

Для тихохідних передач іноді застосовують колеса з литими (без наступної механічної обробки) зубцями. Існує також  метод  гарячої  накатки  зубців  (також  без   наступної обробки).

Рис. 8.9 Обробка зубців дисковою та пальцевою фрезою

У більшості випадків колеса мають зубці, отримані в процесі механічної обробки. Розрізняють дві стадії обробки зубів: нарізні й оздоблювальні операції. Основними способами нарізування зубів є копіювання й обкатування. Копіювання полягає в прорізанні западин між зубами за допомогою дискової (рис. 8.9, а) або пальцевої (рис.8.9, б) фрез, що мають той же обрис  ріжучої частини, що і западина між зубцями. Після прорізання однієї западини колесо повертається  на кут, що  відповідає шагу колеса, і процес повторюється. Обкатування   виконується  різальним   інструментом - довб’яком (рис. 8.10).

Рис. 8.10  Обробка довб’яком та черв’ячною фрезою

Довб’яку і заготовці надають такий відносний рух (обертання), як якби  вони були парними зубчастими колесами. Крім обертання довб’як робить зворотно-поступальний рух уздовж своєї осі і  ріжучими кромками вирізає западини на заготовці.

Рис. 8.11  Нарізання зубців гребінкою

Для обробки зубів методом обкатування використовують також черв'ячну фрезу (рис. 8.10), що має в перетині, перпендикулярному до витка, форму зубчастої рейки.  Ріжучі кромки фрези вирізують западини на колесі. Крім того, для нарізування зубців методом обкатування застосовують різальний інструмент, називаний інструментальною рейкою або «гребінкою» (рис. 8.11). Відмінність від нарізування черв'ячною фрезою складається лише у тім, що інструмент має тільки зворотно-поступальний рух.

Для досягнення високої точності і чистоти поверхні проводиться обробка зубців спеціальними інструментами (шліфувальним кругом,  шевером і притиром).

Види руйнування зубців.

Спостерігаються наступні основні види руйнування зубів: поломка,  знос і викришування.

На початку зачеплення до вершини зуба прикладається навантаження, у результаті якого виникають напруження вигину. Ці напруження мають найбільше значення, якщо навантаження прикладене до вершини зуба. Поломка зуба можлива в результаті значного короткочасного перевантаження (пікового навантаження), при якому статична міцність виявиться недостатньою, або через повторно-перемінні напруження.

Напруження  вигину, що  виникають у зубцях,   змінні у часі, тому що зубці не увесь час знаходяться у зачепленні.

Рис. 8.12  Види зношення зубців

Під впливом перемінних напружень при недостатній утомній міцності зубців можливе виникнення тріщин у їх основі. Розвиток утомної тріщини приводить до зламу зубців.

Знос зубців, що відбувається внаслідок  стирання  поверхонь зубців, попадаючими у зону зачеплення металевими частками, пилом, брудом, називається абразивним. У результаті такого зносу відбувається ослаблення зубців, зменшення розмірів їх перетинів, зростання напружень і поломка зубців. Знос може відбуватися і через велику шорсткість поверхні зубів. На рис. 8.13 показані зношені зуби. Абразивний знос характерний для відкритих зубчастих передач.

Рис. 8.13  Зношені зубці

Руйнуються зубці і унаслідок викришування робочих поверхонь. При тиску зуба одного парного колеса на зуб іншого в зоні їхнього зіткнення виникають контактні напруження, величина яких у процесі зачеплення змінюється від нуля до максимуму. Досвід показує, що в передач, що працюють зі змащенням, унаслідок дії досить великих повторних контактних напружень на зубцях можуть з'явитися дрібні утомні тріщини, що розвиваються в дрібні оспинки (нижче полюсної лінії). При подальшій роботі краї оспинок обламуються й утворяться ямки викришування, що захоплюють усю ширину зуба (рис. 8.13). Цей вид руйнування характерний для закритих передач, що працюють зі змащенням.

Матеріали, точність виготовлення, змащення і розміри зубчастих передач повинні бути обрані і розраховані таким чином, щоб зуби не руйнувалися під дією навантаження.

Питання для самоперевірки

1. Наведіть основні види зубчастих передач
2. З’ясуйте, як розрізняються зубчасті передачі по конструктивному оформленню
3. Наведіть основний закон зачеплення
4. Поясніть, що називають паразитними колесами
5. Наведіть основні методи виготовлення ЗК
6. Наведіть основні види руйнування зубчастих коліс

              ТЕМА 9

              ЦИЛІНДРИЧНІ ЗУБЧАСТІ ПЕРЕДАЧІ

Вивчивши цю тему, студент повинен знати:

­  загальні відомості про зубчасті передачі;

­  призначення зубчастих передач;

­  кінематичні та силові співвідношення у зубчастих  передачах;

­  методи виготовлення зубчастих коліс;

­  матеріали для виготовлення зубчастих коліс

На основі набутих знань, студент повинен вміти:

­  класифікувати циліндричні зубчасті передачі;

­  давати характеристику кожному виду зубчастих передач;

­  проводити розрахунки;

­  визначати методи утворення зубців.