Теоретическое введение. Рис. 2.1. Цилиндрические зубчатые редукторы

Рис. 2.1. Цилиндрические зубчатые редукторы

Редуктор – это устройство, предназначенное для понижения частоты вращения и увеличения крутящего момента. Изменение частоты вращения n характеризуется передаточным отношением i = n₁/n₂.

На рис. 2.1 показаны одноступенчатый (рис. 2.1, а) и двухступенчатый (рис. 2.1, б) цилиндрические зубчатые редукторы с указанием соответствующих кинематических схем. Для редуктора передаточное отношение определяют как соотношение ведущих и ведомых валов i_ред = n_б.в./n_т.в.. Если редуктор двухступенчатый, то передаточное отношение можно определить как произведение передаточных чисел двух ступеней по формуле i_ред = u_б × u_т, где u_б, u_т – передаточные числа для соответствующей зубчатой цилиндрической передачи, которые определяются как отношение числа зубьев: u = z₂/z₁. Значения передаточного числа согласовывают по ГОСТ 2185-66:

1-й ряд 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5;

2-й ряд 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9; 11,2.

Понятия и термины, относящиеся к геометрии зубчатых передач, стандартизованы. Параметрам шестерни присваивают индекс 1, а параметрам колеса индекс 2. Различают следующие индексы: w – начальная поверхность или окружность; b – основная поверхность или окружность; а – поверхность или окружность вершин и головок зубьев; f – поверхность или окружность впадин и ножек зубьев. Параметрам, относящимся к делительной поверхности или окружности, дополнительного индекса не присваивают. Геометрия цилиндрического зубчатого зацепления отображена на рис. 2.2. Здесь α_w – угол зацепления, где α = 20º – угол профиля исходного контура по ГОСТ 13755-81; а_w – начальное межосевое расстояние; р – делительный окружной шаг зубьев; П – полюс зацепления; g_α – длина активной линии зацепления; h – высота зуба. Линия зацепления является касательной к основным окружностям шестерни и колеса. Если передача без смещения, то выполняются следующие равенства: а_w = а, d_w = d.

Рис. 2.2. Зацепление цилиндрической передачи

Основная характеристика размеров зубьев – окружной модуль, определяемый по формуле , мм. Значения модулей стандартизованы ГОСТ 9653-60:

1-й ряд 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10;

2-й ряд 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11,25.

В отличие от прямых косые зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. На рис. 2.3 изображено поле косозубого цилиндрического зацепления. Зубья нагружаются по мере захода их в поле зацепления, а в зацеплении всегда находится минимум две пары. Плавность работы косозубого зацепления значительно снижает шум и дополнительные нагрузки.

Рис. 2.3. Поле косозубого зацепления: l – длина зуба; b_w – рабочая ширина зубчатого венца; р_t – окружной шаг; β – угол наклона зубьев

Профиль косого зуба в нормальном сечении совпадает с профилем прямого зуба и модуль в этом сечении должен быть стандартизован. В торцевом сечении параметры косого зуба изменяются в зависимости от угла β: p_t = p_n /cos β. Индексы n и t относят к параметрам в нормальном и торцевом сечениях соответственно.