Геометрические элементы зубчатого зацепления

Шаг зубчатой передачи (расстояние между одноименными сторонами двух соседних зубьев колеса, измеренное по делительной окружности) . Отсюда можно определить диаметр делительной окружности (см. рис. 5.9) . Для первого колеса , для второго - . Поскольку величина , имеющаяся в обоих выражениях, не может быть подсчитана точно, более удобно взамен ее ввести величину [мм], называемую модулем зубчатого колеса:

.

Значения модуля, являющегося основной геометрической характеристикой зубчатого колеса, стандартизованы, что облегчает изготовление и подбор зубчатых колес.

Расстояние от делительной окружности до вершины зуба называется высотой головки зуба (см. рис. 5.9), а от делительной окружности до основания зуба - высотой ножки зуба .

Для цилиндрического зубчатого колеса можно легко определить основные размеры:

диаметр делительной окружности

диаметр окружности вершин ;

диаметр окружности впадин ;

расстояния между центрами колес .

Модуль готового колеса легко определить, измерив диаметр окружности вершин и разделив его на число зубьев, увеличенное на два (с последующим округлением до ближайшей стандартной величины), то есть

.

Приведенные выше зависимости справедливы только для прямозубых колес. Геометрический расчет косозубых и шевронных колес более сложен и здесь не приводится.

Червячная передача

Червячная передача является зубчато-винтовой, состоит из червячного (косозубого) колеса с зубьями специальной формы и червяка-винта с трапецеидальной резьбой. Она применяется для передачи вращения между валами, геометрические оси которых скрещиваются (рис. 5.11).

Для обеспечения зацепления шаг червяка должен быть равен окружному шагу червячного колеса. Червяк, как и обычный винт, может быть одно- и многозаходным. Если повернуть однозаходный червяк на один оборот, то связанное с ним червячное колесо повернется на угол, соответствующий одному шагу; при двухзаходном червяке поворот будет равен углу, соответствующему двум шагам, и т. д.

Следовательно, передаточное отношение червячной передачи выражается через отношение числа зубьев колеса к числу заходов резьбы на червяке, то есть .

Червячная передача по сравнению с другими имеет такие преимущества, как плавность и бесшумность работы, возможность получать большие передаточные отношения. Например, вполне возможна червячная передача, у которой и , то есть .

Также к достоинствам червячной передачи можно отнести свойство ее самоторможения, то есть движение может передаваться только от червяка к колесу, а это очень важно в грузоподъемных механизмах, так как передача позволяет обходиться без тормоза.

Однако в червячной передаче наиболее низкий КПД из-за больших потерь мощности на трение. Чтобы их снизить, для изготовления рабочих частей червячного колеса (венца) обычно используют антифрикционные материалы, например бронзу.