Зубчатые зацепления не эвольвентного профиля

Циклоидальное зацепление — зубчатое зацепление, в котором сопряженные профили зубьев выполне­ны но циклоидальным кривым. Профили зубьев образуются путем пере­катывания производящих окружностей П₁ и П₂ по начальным окружностям 1 и 2 (рис.6.21). Точка Р, принадлежащая окружности П₁, очерчивает головку зуба по эпи­циклоиде Э_ц (П₁ катится по окружности 1), а точка Р, взятая на окружности П₂, очерчивает ножку зуба по гипоциклоиде Г_ц (П₂ также катится по окружности 1). Аналогично строится профиль зуба вто­рого колеса. Профили взаимно огиба­емые.

Рис.6.21

Циклоидальное зацепление характеризуется более высокими по сравнению с эвольвентным зацеплением нагрузочной способностью и износо­стойкостью зубьев. Это объясняется, в частности, соотношением кривизны зубьев и малыми удельными скольжениями. Однако циклоидальное зацепление чувствительно к изменению межосевого расстояния (погрешностям изготовления, деформациям валов) и сложно в изготовлении. По этим при­чинам в настоящее время оно приме­няется редко.

Часовое зацепление - приближенное циклоидальное зацепление, в котором циклоидальные кривые заменены дугами окружности ρ₁, ρ₂ и отрезками прямых (рис.6.22).

Рис.6.22

Основное достоинство часового зацепления — малые углы давления и, следовательно, требуются незначительные силы для проворота зубчатых колес в маломощных ускоряющих механизмах.

Цевочное зацепление - зубчатое зацепление посредством цилиндрических круговых элементов — цевок и зубьев с сопряженным профилем.На рис.6.23 показаны разновидности циклоидальных профилей, используемые в цевочных передачах.

На сх. а колесо 2 имеет круговой профиль зубьев-цевок. При обкатывании его по колесу 1 получается траектория т. Р — перициклоида П, а профиль зуба колеса 1 очерчивается по эквидистанте ЭП к перициклоиде П. Внешнее и внутреннее зацепления таких колес применялись сравнительно широко. В настоящее время они еще встречаются в механизмах вращения кранов и других устройствах.

а) б)

Рис.6.23

Разновидность цевочного зацепления колес, в которой профили располагаются за пределом окружностей 1 и 2, используют для размещения в колесах подшипников и других элементов передачи. Такое зацепление называется внецентроидным (сх. б). При перекатывании колеса 2 по колесу 1 получается траектория центров цевок — перициклоида укороченная П_у. а профиль зуба колеса 1 очерчивается по эквидистанте к этой траектории ЭП_у. Это зацепление применяется в передачах с малой разницей чисел зубьев. Оно характеризуется большими углами давления, но позволяет передавать нагрузку при большом числе кон­тактирующих пар зубьев. Точность изго­товления передач, очень высокая. Цевочное зацепление рейки с колесом используется для преобразования вращательного движения в поступательное. Профиль зубьев представляет собой эвольвенту Э (сх. в).

Известны также зацепления рейки или большого колеса с малым цевочным колесом. Для получения постоянного передаточного отношения профиль зуба должен соответствовать эквидистанте к циклоиде ЭЦ (сх. г). Такой вид цевочного зацепления практически не применяют.

Передача Новикова — косозубая цилиндрическая передача с линейным или близким к линейному контактом, у зубчатых колес которой выпуклые поверхности начальных головок зубьев взаимодействуют с вогнутыми поверхностями начальных ножек зубьев, и коэффициентом торцового пере­крытия, равным или близким к нулю.

Рис.6.24

Приближающийся к линейному контакт обеспечивается несколько меньшей кривизной профиля вогнутой поверхности зуба в сравнении с кривизной выпуклой поверхности профиля сопряженного с ним зуба. Плавность работы достигается за счет осевого перекрытия, коэффициент которого выбирают большим единицы. Различают передачу Новикова с одной (рис.6.24 а) и двумя (рис.6.24 б) линиями зацепления.

На сх. а обозначения: К - контактная линия, перемещаемая поступательно в процессе работы передачи (К перемещается по траектории параллельно полюсной линии Р — линии контакта начальных цилиндров (обозначены штрихпунктирыми линиями)); h_wa1 и h_wf2 - соответственно высота начальной головки зуба шестерни и высота начальной ножки зуба колеса.

На сх. б обозначения: Р — полюсная линия; К₁ и К₂ — контактные точки соответственно на ножке и головке зуба; L₁ и L₂ — линии зацепления — траектории соответственно контактных точек К₁ и К₂. Контактные точки на одной линии зацепления перемещаютсяодна за другой с интервалом, обозначаемым q₂₁. Интервал между двумя контактными точками на разных линиях зацепления q₂₂ - наименьшее расстояние между двумя торцовыми сечениями сопряженных зубчатых колес, проведенными через контактные точки одноименных поверхностей двух соседних зубьев зубчатого колеса. Применяют передачу Новикова с двумя линиями зацепления. Они имеют зубья с выпуклыми поверхностями начальных головок и вогнутыми поверхностями начальных ножек. Зубья шестерни и колеса можно нарезать одним инструментом в отличие от передачи Новикова с одной линией зацепления.

Передачи Новикова характеризуются более высокой несущей способностью по сравнению с эвольнентными цилиндрическими передачами вследствие большого приведенного радиуса кривизны контактирующих зубьев, имеют более высокий КПД благодаря перекатыванию зубьев без геометрического скольжения, но чувствительна к изменению межосевого рас­стояния.

Для передачи Новикова требуется высокая точность изготовления и высокая жесткость валов и опор.