Зубчатые передачи

1, Зубчатая передача – это передача, в которой движение передается за счет зацепления пары зубчатых колес.
Меньшее зубчатое колесо – шестерня
Достоинства:
Высокая надежность
Малые габариты
Большая долговечность
Высокий кпд
Малые нагрузки на валы и подшипники
Постоянное передаточное число
Простота обслуживания
Недостатки:
Точность изготовления и монтажа
Шум при больших скоростях
Они находят широкое применение во всех отраслях машиностроения, в частности в металлорежущих станках, автомобилях, тракторах, сельхозмашинах и т.д., в приборостроении, часовой промышленности и др.

Классификация зубчатых передач
По расположению осей: цилиндрические, конические, винтовые
По расположению зубьев: прямозубые, косозубые, шевронные, с круговым зубом
По профилю зуба: эвольвентные, с зацеплением Новикова, циклоидные
По расположению колес: с внешним и внутренним зацеплением

Материалы зубчатых передач
1. Для слабо и средненагруженных передач сталь 35, 40, 45, 50, 50Г, 40Х, 45Х, 40ХН (ТО-улучшение)
2. Для тяжело нагруженных передач:
Сталь 45, 40Х, 40ХН с поверхностным упрочнением
20Х, 12ХН3А с цементацией
40ХНМА, 40Х2НМА с азотированием
3. Литейные стали 35Л – 55Л для крупных колес
4. Чугуны СЧ18, СЧ35 для тихоходных открытых передач
5. Текстолит для быстроходных слабонагруженных передач

Виды разрушения зубьев

а) – поломка зуба
б) – усталостное выкрашивание
в) – изнашивание
г) – заедание

2, Геометрический расчет зубчатой передачи

Передаточное число:
Делительный диаметр:
m (мм) –модуль зубьев (часть диаметра, приходящаяся на один зуб), стандартизирован
Диаметр вершин:
Диаметр впадин:
Межосевое расстояние:

3, Силовой расчет
Окружная сила:
Радиальная сила:
П – полюс зацепления, α=20 град

4, Расчетом на прочность определяют размеры зубчатой передачи, при которых не произойдет повреждение зубьев.
Закрытые передачи рассчитывают на предупреждение выкрашивания и поломку зуба. Размеры передачи находят из расчета на контактную прочность (по формуле Герца), а расчет на изгиб зуба является проверочным.
Открытые передачи рассчитывают так же, но с учетом износа.
Основной критерий работоспособности – прочность на контактные напряжения и на изгиб.

При зацеплении зубчатых колес выделяется тепло, происходит изнашивание, для устранения этого используют смазочный материал:
Способы смазки:
Картерный – масло заливают в герметичный картер
Циркуляционный – принудительная подача смазки
Виды масел: индустриальное, турбинное, специальное с антикоррозийным эффектом

Потери мощности в зубчатых передачах
На трение в зацеплении
На трение в подшипниках
Гидравлические потери на взбалтывание масла
Для зубчатых передач необходим тепловой расчет
КПД цилиндрической открытой передачи 96-99%