Коэффициент удельного давления .
Характеризует прочностные характеристики передачи с точки зрения контактных напряжений в высшей КП.
Коэффициент удельного скольжения .
Характеризует износостойкость зубчатой передачи в высшей КП.
Определение коэффициента перекрытия графическим способом (рис. 5).
B1B2 рабочий участок линии зацепления N1N2.
В точке В1 пара эвольвент входит в зацепление, при повороте на угол 1=360о/z1 первая пара эвольвент касается в т. К, а в т.В1 в зацепление вошла следующая пара эвольвент, и участок КВ2 обе пары эвольвент проходят вместе, т.е. вторая пара эвольвент перекрывает работу первой пары. Тогда равен
=
,
где 1 – угол перекрытия первого колеса.
1
= rb1
=
Т.к. линия зацепления перекатывается по основной окружности без скольжения, то
=
B1B2
,
=B1K
=
15.3. Разновидности зубчатых передач
Зубчатые передачи предназначены для передачи вращательного движения от одного вала к другому, а также для изменения величины и направления угловой скорости валов. Пару зубчатых колес, находящихся в зацеплении друг с другом, называют ступенью, а передачи – одноступенчатыми.
По характеру расположения валов все зубчатые одноступенчатые передачи можно разделить на цилиндрические, конические и гиперболоидные.
В цилиндрических передачах (рис. 6,а) оси валов параллельны. По характеру расположения зубьев на зацепляющихся колесах они разделяются на прямозубые, косозубые и шевронные.
В конических передачах (рис. 6,б) оси валов пересекаются. Наиболее распространены конические передачи с прямым углом между осями валов.
В гиперболоидных передачах (рис. 6,в) оси валов перекрещиваются. В свою очередь эти передачи подразделяются на гипоидные, винтовые и червячные. Последние являются частным случаем винтовых передач и состоят из червяка и червячного колеса.
Рис. 6. Кинематические схемы зубчатых передач: а – цилиндрическая;
б – коническая; в – гиперболоидная.
Преимуществами зубчатых передач перед другими (фрикционными, ременными, цепными) являются постоянство передаточного отношения, высокий механический кпд, долговечность и компактность.
Недостатком является то, что наличие высшей кинематической пары в месте контакта зубьев приводит к большим контактным напряжениям, тем самым при их эксплуатации приходится ограничивать величину передаваемых усилий, упрочнять поверхности зубьев в зоне их контакта, применять систему смазки колес.
Передаточное отношение – это отношение угловых скоростей взаимодействующих (зацепляющихся) зубчатых колес. Если взаимо-действие колес внешнее, то их передаточное отношение отрицательно (U1-2 < 0), (рис. 7), если взаимодействие внутреннее, то U1-2 > 0 (рис. 8). Знак «+» указывает на совпадение векторов угловых скоростей (направлений вращения колес).
Численно величина
передаточного отношения ступени равна
отношению угловых скоростей
,
(1/с), частот вращений
,
(об/мин), или обратному отношению
количества зубьев колес
:
.
Рис. 7. Пара зубчатых колес с внешним зацеплением: 1, 2 – зубчатые колеса |
Рис. 8. Пара зубчатых колес с внутренним зацеплением: 1, 2 – зубчатые колеса |
Передаточное отношение сложных (многоступенчатых) зубчатых передач равно произведению передаточных отношений ступеней:
,
где
– передаточные отношения ступеней; k
– количество ступеней.
Рис. 9. Двухступенчатая зубчатая передача
Например, для двухступенчатой зубчатой передачи, кинематическая схема которой представлена на рис. 9, величина передаточного отношения
.