Зубчатые колеса передачи Новикова

 

МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Зубчатые передачи с неподвижными осями вращения колес

Рис.7. Двухступенчатая зубчатая передача и ее кинематическая схема

Простейший зубчатый механизм (рис.1) состоит из двух зубчатых колес ведущего и ведомого, которые одновременно являются входным и выходным, соответственно. Для получения необходимых передаточных отношений в машинах и приборах часто применяют сложные зубчатые механизмы, имеющие кроме входного и выходного колес несколько промежуточных колес, каждое из которых вращается вокруг своих осей. Применение сложных механизмов объясняется различными причинами. Например, оси входного и выходного колес расположены далеко друг от друга. В этом случае непосредственная передача вращения при помощи двух колес потребовала бы создания передачи с большими габаритами. В другом случае передаточное отношение может быть очень велико или очень мало, тогда удобно между входным и выходным колесами иметь промежуточные колеса со своими осями. Передавая вращение с входного колеса на промежуточные колеса и с них на выходное колесо, мы как бы последовательно отдельными ступенями изменяем скорость вращения звеньев, получая в результате требуемые передаточные отношения между входным и выходным колесами.

Таким образом, сложный механизм передачи можно разделить на отдельные части – ступени, каждая из которых представляет собой два колеса, образующих зубчатое зацепление. В соответствии суказанным бывают одно- и многоступенчатые передачи, по большей части двух- и трехступенчатые (рис.7). Количество ступеней равно числу зубчатых зацеплений, образованных зубчатыми колесами механизма. Одно колесо может входить в несколько ступеней (рис.8). Любая ступень может представлять собой цилиндрическую, коническую, червячную, глобоидную и т.д. передачу. На рис.8 показан многоступенчатый механизм, содержащий цилиндрические и конические ступени.

Рис.8. Многоступенчатая зубчатая передача

С паразитными колесами

 

Общее передаточное число (отношение) зубчатой передачи при последовательном соединении ступеней равно произведению передаточных чисел входящих в них ступеней. Для передачи на рис.7:

Зубчатые колеса, числа зубьев которых не влияют на общее передаточное отношение механизма, называются паразитными колесами. Для четырехступенчатой передачи, показанной на рис.8, передаточное число равно:

Знаки ступеней не учитываются так как передача включает кроме цилиндрических и конические ступени. Зубчатые колеса с числами зубьев и являются паразитными, каждое из них входит в два зубчатых зацепления.

 

Планетарные зубчатые передачи

В некоторых многоступенчатых зубчатых передачах оси отдельных колес являются подвижными. Такие зубчатые механизмы с одной степенью свободы называются планетарными механизмами (рис.9), а с двумя и более степенями свободы – дифференциальными механизмами или просто дифференциалами. В этих механизмах колеса с подвижными осями вращения называются сателлитами (звено 2 на рис.9), а звено, в котором установлены сателлиты - водилом. На схемах водило принято обозначать буквой Н. Зубчатые колеса, оси которых совпадают с осью вращения водила, назыаются центральными (звенья 1 и 4 на рис.9). Сателлиты бывают одновенцовые (левый рисунок) и многовенцовые.

Механизм преобразования движения предназначен для преобразования вида движения или его характеристик от одного к другому.

К механизмам преобразования движения относятся:

· винтовой применяют для преобразования вращательного движения в поступательное (состоит из ходового винта (с трапецеидальной, реже с прямоугольной резьбой) и гайки; если винт закреплён, то при его вращении гайка движется по нему и, наоборот, если гайка неподвижно закреплена, то винт, вращаясь, ввинчивается в гайку, перемещаясь в осевом направлении; примеры — механизм подачи в станочном оборудование, домкрат, пресс);

· реечный применяют для преобразования вращательного движения в поступательное и, наоборот, поступательного во вращательное (состоит из шестерни и прямолинейной зубчатой рейки — развёрнутого зубчатого колеса, начальный диаметр которого увеличен до бесконечности; если рейку закрепить неподвижно, а шестерню привести во вращение, то она будет совершать сложное движение, то есть вращаться вокруг оси и передвигаться поступательно вдоль рейки; примеры — механизм перемещения суппорта токарного станка, механизм перемещения шпинделя сверлильного станка);

· кулачковый применяют для преобразования вращательного движения в поступательное (ведущим звеном является кулачок, а ведомым — штанга, рычаг, толкатель; характер движения штанги (направление и величина хода) зависит от формы и устройства кулачка);

· кривошипно-шатунный применяют для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршень совершает возвратно-поступательное движение, которое при помощи шатуна и кривошипа преобразуется во вращательное движение вала);

· кулисный является разновидностью кривошипно-шатунного (в шестерне имеется прорез, в котором можно передвигать в радиальном направлении и закреплять палец, на который насажен ползун, входящий в прорез кулисы; при вращении шестерни вместе с ней движется и палец, который увлекает за собой кулису; кулиса пальцем соединена с рычагом, приводящим в возвратно-поступательное движение рабочий орган);

· храповой применяют для преобразования непрерывного вращательного движения ведущего звена в прерывистое движение ведомого звена (собачка, закреплённая на планке, совершает колебательное движение, передаваемое ей шатуном; поворачиваясь на определённый угол (величину угла можно регулировать, передвигая кривошипный палец), собачка захватывает зубья храпового колеса, перемещая его периодически в одном направлении; в обратном направлении колесо поворачиваться не может, так как собачка, упираясь в зубья храпового колеса, препятствует вращению его в этом направлении).