Классификация и степени точности зубчатых передач

В зависимости от взаимного расположения зубчатых колес различают передачи: с внешним зацеплением; с внутренним зацеплением.

Передачи с внутр зацеплением компактнее передач с внешн зацеплением, но их изгот-е и монтаж сложнее, поэтому более распространены передачи с внешн зацеплением.

По форме зубчатых колес различают: передачи; конические передачи; эллиптические передачи; фигурные передачи.

Наиболее широко распространены зубчатые колеса круглой формы, т.е. цилиндрические и конические; остальные зубчатые колеса встречаются крайне редко.

По форме и расположению зубьев на поверхности колеса различают: с прямым зубом (прямозубые); с косым зубом (косозубые); шевронные передачи; передачи с арочным (круговым) зубом.

Прямозубыми называют передачи, у которых зубья расположены параллельно осям колес, косозубыми - передачи, у которых зубья наклонены под углом ( ) к образующей делительного цилиндра при параллельных осях колес.

По взаимному расположению геом-х осей валов различают передачи: с парал-ми осями (цилиндрич); с пересек-ся осями (конич); с перекрещ-ся осями (винтовые и гипоидные).

Цилиндрические зубчатые передачи могут быть прямозубыми, косозубыми, шевронными и с круговым зубом; конические зубчатые передачи - прямозубыми, косозубыми и с круговым зубом. Винтовые передачи состоят из двух цилиндрических косозубых колес; гипоидные передачи - из двух конических косозубых или с круговым зубом колес.

По величине окружной скорости различают: зубчатые передачи (окружная скорость м/с); скоростные зубчатые передачи (окружная скорость м/с); быстроходные зубчатые передачи (окружная скорость м/с).

Некоторые зубчатые передачи работают со скоростями до 150 м/с.

По конструктивному исполнению различают: закрытые и открытые зубчатые передачи.

В открытых передач зубья колес работают всухую или периодически смазываются пластичным смазочным материалом и не защищены от влияния внешней среды. Закрытые передачи помещаются в пыле- и влагозащитные корпуса и работают в масляной ванне.

В зависимости от числа ступеней: одноступенчатые; многоступенчатые

В зав-сти от относительного движения валов различают: рядовые передачи (оси не перемещ-ся в пространстве); планетарные передачи (оси перемещаются в пространстве).

Зубчатые передачи наиболее распространены среди механических передач. Их применяют в широком диапазоне нагрузок: от часовых механизмов и приборов до тяжелых машин для передачи различных вращающих моментов (до ) и мощностей (до 50 МВт) с диаметрами колес от долей миллиметра до 10 м и более.

При изготовлении зубчатых колес неизбежны погрешности (например, отклонения шага, профиля и направления зуба; перекос осей колес и др.), которые приводят к повышенному шуму при работе, потере точности передачи и дополнительным динамическим нагрузкам.

Точность зубчатых колес регламентируется ГОСТом 1643-81, предусматривающим 12 степеней точности в порядке их убывания от 1 до 12. В машиностроении наиболее часто применяют 6 и 7 (в быстроходных передачах), 8 и 9-ю (в тихоходных передачах) степени точности. Выбор степени точности производят в зависимости от окружной скорости колес . С ростом точности зубчатых колес существенно возрастает стоимость их изготовления.

Для каждой степени точности установлены четыре нормы:

- норма кинематической точности - характеризует погрешность углов поворота колес за один оборот (погрешность может быть связана с отклонениями шага и профиля при изготовлении колес).

- норма плавности работы - характеризует колебания угловой скорости за один оборот колеса (колебания вызывают дополнительные нагрузки и шум).

- норма контакта зубьев

1. Виды повреждений зубчатых колес.

Решающее влияние на работоспособность оказывают два основных напряжения: контактны напряжения σН и напряжения изгиба σF.

Поломка зубьев связана с напряжениями изгиба. На практике чаще наблюдается выламывание углов зубьев.

1) Поломка от больших перегрузок ударного или статического действия

2) Усталостная поломка от действия переменных напряжений в течение длительного времени.

Общие меры предупреждения : увеличение модуля, термообработка, наклёп, уменьшение концентраторов.

Повреждение поверхности зубьев связано с контактными напряжениями и трением.

1) Усталостное выкрашивание – масло запрессовывается в трещины и способствует вырыванию частиц металла. При выкрашивании нарушаются условия образования сплошной масляной плёнки, появляется металлический конакт с последующим задиром поверхности.

Начальное выкрашивание не всегда плохо, оно может быть из-за приработки зубьев.

2) Абразивный износ. Главная причина – плохая смазка.

3) Заедание наблюдается в высоконагруженных и высокоскоростных передачах. Повышается температура, разрывается масляная плёнка, образуется металлический контакт, происходит свариванеи частиц металл с последующим их отрывом, образуются наросты.

4) Пластические сдвиги наблюдаются у тяжелонакруженных тихоходных колёс из мягкой стали. У ведомого колеса образуется хребет, а у ведущего – канавка.

5) Отслаивание твёрдого поверхностного слоя зубьев, подвергнутых упрочнению наблюдается при недостаточном качестве термической обработки.