2014-01-25
962
Профили зубьев зубчатых колес выполнены по эвольвенте. Эвольвента (кривая BC на рис. 10.4) - это кривая, описываемая точкой отрезка, перекатываемого без скольжения по окружности; эту окружность называют основной. Эвольвентный профиль обеспечивает постоянство передаточного отношения передачи, 
высокую прочность и долговечность зубьев колес, относительно малое скольжение на рабочих поверхностях зубьев и, следовательно, высокий КПД. Благодаря этим свойствам колеса с зубьями эвольвентного профиля получили широкое применение в машиностроении.
Геометрия и основные параметры зубчатого зацепления цилиндрических прямозубых колес (нарезанных без смещения режущего инструмента) показаны на рис. 10.5:
и 
- диаметры окружностей выступов зубьев;
и 
- диаметры окружностей впадин зубьев;
и 
- диаметры делительных окружностей шестерни и колеса (на делительном диаметре толщина зуба равна ширине впадины, а их сумма - окружному делительному шагу);
и 
- диаметры начальных окружностей шестерни и колеса (начальные окружности перекатываются одна по другой без скольжения). Для зубчатых колес, нарезанных без смещения, 
и 
;
и 
- диаметры основных окружностей шестерни и колеса;
- высота зуба, где 
- высота головки зуба; 
- высота ножки зуба (причем, обычно 
, 
);
- угол зацепления стандартизован и равен 
(угол между линией зацепления и прямой, перпендикулярной межосевой линии);
- активная линия зацепления (траектория общей точки контакта сопряженных зубьев при ее движении);
Рис. 10.6.
- угол наклона зубьев (угол между плоскостью, проходящей через ось зубчатого колеса и боковой поверхностью зуба), см. рис. 10.6, б и в. Угол наклона:
- для косых зубьев 
;
- для шевронных зубьев 
.
- окружной шаг зубьев (расстояние между одноименными профилями (точками) соседних зубьев по дуге концентрической окружности (делительной, начальной и т.д.) зубчатого колеса), см. рис. 10.6, а, б, в;
- нормальный шаг зубьев (косых, шевронных и арочных); кратчайшее расстояние (по нормали 
к профилю зуба) по одной из соосных поверхностей (делительной, начальной и т.д.) зубчатого колеса, см. рис. 10.6, б и в:
.
У прямозубых колес 
(рис. 10.6, а).
- радиальный зазор между головкой и впадиной зубьев сопряженного колеса;
- межосевое расстояние, мм:
.
Знак минус подставляют для внутреннего зацепления.
При работе передачи в зацеплении находится одновременно одна или несколько пар зубьев. Количественной оценкой многопарности зацепления является коэффициент торцевого перекрытия:
,
где 
- длина активной линии зацепления (). Например, если коэффициент торцевого перекрытия 
, то это значит, что 
времени работы передачи в зацеплении находится одна пара зубьев, а 
времени работы передачи - две пары зубьев.
На практике для расчета 
пользуются приближенной формулой:
.
В прямозубых передачах коэффициент торцевого перекрытия 
(обычно 
), в косозубых, шевронных и с круговым зубом - 
. С увеличением коэффициента перекрытия повышается плавность зацепления зубьев, уменьшаются динамические нагрузки на них и снижается шум, возникающий при работе передачи. Поэтому в быстроходных и высоконагруженных передачах вместо прямых зубьев применяют косые, шевронные и арочные зубья.
Для прямозубых колес длина окружности делительного диаметра 
связана с числом зубьев 
и шагом :
⇒ 
,
где 
- окружной модуль зубьев. Тогда для косых, шевронных и арочных зубьев модуль определяется также в нормальном направлении и называется нормальным модулем:
.
Для прямых зубьев 
.
Так как делительная окружность является базовой при определении размеров зубьев, то размеры зубьев цилиндрических зубчатых колес вычисляют по делительному нормальному модулю, который называют модулем зацепления 
. Модуль зацепления - основная характеристика размеров зубчатых и червячных колес. Модули стандартизованы в диапазоне 
мм (ГОСТ 9563-60).
