Общие сведения

Для передачи механической энергии (движения) от двигателя к рабочей (технологической) машине часто приходится применять передаточные механизмы. Их применение чаще всего вызвано необходимостью приведению высокой скорости движения выходного вала двигателя к низкой скорости входного вала рабочей машины. Они могут использоваться и для регулирования скорости движения вала рабочей машины при практически постоянной скорости движения выходного вала двигателя и для других целей. Среди передаточных механизмов основное применение имеют механические передачи. В зависимости от способа силового «замыкания» звеньев различают механические передачи зацеплением и сцеплением (фрикционные).

Для передачи движения на большие расстояния (8…10 м и более) в машиностроении широко используют механизмы с гибкими звеньями (ремнями, цепями, стальными лентами, канатами, тросами и т.д.). В соответствии с типом гибкого звена различают передачи ременные, цепные, зубчато – ременные, ленточные, канатные и т.д.

Передачи с жёсткими звеньями также подразделяются на передачи фрикционные и зацеплением (зубчатые, гиперболоидные и др.). По сравнению с передачами гибкой связью они имеют меньшие габариты, более высокие долговечность, КПД и нагрузочную способность.

Основными внешними характеристиками передач являются передаваемый вращающий момент (мощность), передаточное число, КПД, масса и надёжность.

Задача конструктора состоит в выборе оптимального по технико-экономическим показателям типа передачи и её конструкции.

Из всех передач наибольшее распространение получили зубчáтые передачи. Зубчáтыми называют механизмы (передачи), в которых движение между звеньями (зубчатыми колёсами) передаётся с помощью последовательно зацепляющихся зубьев. Их используют во многих машинах и приборах для передачи движения и вращающего момента в широком диапазоне мощностей (до 300 МВт) и скоростей (до 200 м/с), а также преобразования вращательного движения в поступательное движение, и наоборот.

Достоинствами зубчáтыхпередач являются: высокие надёжность работы и КПД (до 0,97…0,98 для одной пары колёс – ступени), простота технического обслуживания, компактность, малая масса и др.

Недостатками этих передач являются: сравнительно высокая трудоёмкость изготовления колёс, возможность появления шума в процессе работы и некоторые др.

Процесс передачи движения с помощью зубьев принято называть зубчáтым зацеплением.

Передачи классифицируют по геометрическим и функциональным особенностям.

1. По взаимному расположению осей колёс:

– цилиндрические передачи (оси колёс – параллельны (рис. 51 а));

– конические передачи (оси колёс пересекаются, (рис.51 б));

-гиперболоидные передачи (оси колёс перекрещиваются, (рис. 51 в));

– реечная передача (рис. 52 а).

2. По относительному расположению поверхностей вершин и впадин зубьев колёс:

– передачи внешнего зацепления (образуются при зацеплении колёс с внешними зубьями, (рис. 51 а));

– передачи внутреннего зацепления (образуются при зацеплении колёс, одно из которых имеет внутренние зубья, (рис. 52 б));

3. По направлению зубьев:

– передачи с прямыми зубьями (прямозубые);

– передачи с криволинейными зубьями.

4. По характеру движения осей:

– обычные (рядовые) передачи:

– планетарные (с подвижными осями одного или нескольких колёс) передачи.

5. По профилю зубьев:

– передачи с эвольвентным зацеплением (профили зубьев очерчены эвольвентами окружностей);

– передачи с циклоидальным (от греч. kykloeides – кругообразный, круглый) зацеплением; профили зубьев в этом зацеплении выполнены по дугам эпи- и гипоциклоид (эпи от греч. επι –префикс «на» и гипо от греч. ΰπο – префикс «под»);

–передачи с зацеплением Новикова (профили выполнены дугами окружностями, причём выпуклый профиль зуба одного колеса взаимодействует с вогнутым профилем зуба другого колеса).

6. В зависимости от наличия смазки:

– открытые передачи (передачи, работающие без смазки или с ограниченной смазкой);

– закрытые передачи (передачи, работающие с обильной смазкой).

Зубчатые передачи могут понижать или повышать частоту вращения ведомого вала. Зубчатые механизмы, служащие для уменьшения числа оборотов выходного вала по сравнению с входным, называются редукторами (от лат. reduktor – отводящий назад, приводящий обратно), а механизмы, служащие для увеличения числа оборотов выходного вала, называются мультипликаторами (от лат. multiplico – умножаю, увеличиваю).