Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Краткие сведения о зубчатых редукторах

Зубчатым редуктором называется механизм, состоящий из одной или нескольких зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и предназначенный для понижения угловой скорости вращения и увеличения крутящего момента.

Зубчатая передача – механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. Зубчатые передачи применяют для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными и пересекающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Зубчатые передачи между параллельными валами осуществляется цилиндрическими колесами. Наиболее распространены прямозубые колёса (около 70%). Они применяются при невысоких и средних скоростях, когда динамические нагрузки в зацеплении невелики, а также в планетарных, открытых передачах и при необходимости осевого перемещения колёс вдоль вала, например в коробках перемены передач автомобилей и металлорежущих станков. Косозубые колёса (более 30%) имеют большую плавность хода, так как одновременно реализуется контакт нескольких зубьев, а при вращении колес зона контакта постепенно перемещается вдоль зуба. Такие колеса применяются для ответственных механизмов при средних и высоких скоростях. Шевронные колёса имеют достоинства косозубых колёс плюс уравновешенные осевые силы и используются в высоконагруженных передачах. Колёса внутреннего зацепления вращаются в одинаковых направлениях и применяются обычно в планетарных передачах.

Передачи между валами с пересекающимися осями осуществляются обычно коническими колесами с прямыми и круговыми зубьями. Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом и рейкой.

Зубчатые передачи, в сравнении с другими механическими передачами, обладают существенными достоинствами. Они имеют малые габариты по сравнению с цепными и ременными передачами; высокий КПД по сравнению с червячными передачами; постоянство передаточного отношения по сравнению с ременными передачами; широкий диапазон моментов, скоростей и передаточных отношений по сравнению с цепными и ременными передачами.

К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены необходимость обеспечения высокой точности изготовления и шум при работе металлических зубчатых колес со значительными скоростями. Полимерные зубчатые колеса способны демпфировать ударные нагрузки и работать относительно бесшумно.

Основным кинематическим условием, которому должны удовлетворять профили зубьев, является постоянство передаточного числа. Кроме того, для обеспечения высокого КПД, прочности и долговечности колес, профили боковых поверхностей должны обеспечивать малые скорости скольжения и достаточные радиусы кривизны в зонах контакта. Чем больше радиус кривизны, тем ниже степень концентрации напряжений на контакте. Формообразование профилей должно быть реализовано простым инструментом, а форма профилей удобна для контроля независимо от числа зубьев колес. Этим условиям наиболее полно удовлетворяет эвольвентное зацепление, когда профиль боковой поверхности зуба описывается эвольвентой. Такие зацепления нашли чрезвычайно широкое применение в машиностроении. Кроме того, эвольвентное зацепление мало чувствительно к отклонениям межосевого расстояния передачи.

Зацепление зубчатых колес эквивалентно качению без скольжения окружностей с диаметрами d_w1 и d_w2 (рис.1), называемых начальными окружностями.

В качестве основного параметра зубчатого зацепления принят окружной модуль – величина, пропорциональная окружному делительному шагу, который представляет собой расстояние между одноименными профилями соседних зубьев, измеренное по дуге делительной окружности зубчатого колеса. При этом делительной окружностью называется такая окружность, диаметр d которой равняется произведению стандартной величины модуля на число зубьев колеса z. Соответственно окружной модуль представляет собой частное от деления диаметра делительной окружности на число зубьев: . Отсюда следует, что, при одном и том же диаметре d, чем выше модуль, тем меньше число зубьев, больше шаг зацепления и высота зуба. Таким образом, высота зуба h пропорциональна модулю зацепления: . Каждое зубчатое колесо может входить в зацепление с колесами того же модуля, имеющими любое число зубьев и любой диаметр. Причем, изменяя модуль, можно изменять все геометрические характеристики зубчатой нарезки при сохранении других размеров передачи, в том числе межцентрового расстояния. Повышая модуль, можно увеличить геометрические параметры зубьев, что позволит повысить передаваемые мощности, но при этом ухудшатся динамические характеристики передачи: повысятся зазоры в зацеплении, ударные нагрузки и шум.

Рис 1. Образование эвольвентных профилей

Модули стандартизованы в диапазоне 0,05…100 мм (ГОСТ 9563-80). Ниже приведены ряды значений модулей, наиболее часто применяемые в машиностроении (1-й ряд следует предпочитать второму):

1-й ряд: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40 мм.

2-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22; 28; 36; 45 мм.

Для зубчатых зацеплений в конструкции редукторов также допускают модули: 1,6; 3,15; 6,3; 12,5 мм.

Зубчатые редукторы (рис. 2.) классифицируют по следующим основным признакам:

- по типу зубчатых колес – цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические;

- по числу ступеней – одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.;

- по виду кинематической схемы – развернутые, соосные с раздвоенной ступенью и др.

Рис. 2 Схемы зубчатых редукторов

Рис 3 Схема одноступенчатого цилиндрического редуктора

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещаются элементы передач (зубчатые колеса, валы, подшипники и др.). Корпус редуктора чаще всего изготавливают литьем, в редких случаях (единичное и мелкосерийное производство) – методом сварки. Конструкции корпуса подразделяются на цельные и разъемные (составные). В цельные корпуса монтаж предварительно собранных валов с зубчатыми колесами и подшипниками проводится через боковые отверстия, которые в дальнейшем закрываются крышками подшипников. В разъемные корпуса такой монтаж проводится при демонтированной крышке редуктора по плоскости разъема.

В зависимости от нагрузочных и скоростных условий работы в конструкции редукторов применяются подшипники скольжения или качения (шариковые или роликовые). Смазка зубчатых передач осуществляется принудительным циркулярным смазыванием с помощью специальной системы смазки или окунанием колес в процессе их работы в масло, которое предварительно наливается в нижнюю часть корпуса редуктора (картер). При этом смазка подшипников осуществляется разбрызгиванием. Для контроля уровня масла в редукторе используют смотровое окошко или щуп.

Рис 4 Чертеж одноступенчатого цилиндрического редуктора

Рис 5 Схема и чертеж двухступенчатого цилиндрического развернутого редуктора

Рис 6 Чертеж двухступенчатого цилиндрического соосного редуктора

Рис 7 Схема и чертеж двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора

12 Следующая ⇒