Зъбни предавки

83 / 100

Различни видове зъбни предавки и механизми са широко застъпени в техниката. Използват се в повечето видове машини и уреди, които имат някаква механична част. Те имат различно предназначение, като основно може да се разделят на силови и кинематични. Силовите са най-разпространени, като те предават мощност, докато кинематичните само преобразуват ъглова скорост. Пример за силови зъбни предавки е предавателната кутия на автомобила, а за кинематична – ангренажното задвижване.

Всички зъбни предавки спадат към групата на контурните механизми. Те се отличават с функционална сигурност, висока точност на възпроизвеждане на движението и относително ниска производствена и експлоатационна себестойност. Освен това са надеждни, имат високо КПД и са сравнително тихи, като нивото на шум зависи от профила на зъбите, мазането на механизма и точността на изработка и монтаж. Един от основните недостатъци на този вид механизми е, че предават ударните натоварвания и са относително сложни за изработка.

Има различни класификации:

Зъбни предавки според конструкцията

Според конструкцията си могат да се разделят на закрити и открити. Изработката на закритите зъбни предавки е по-сложна и по-скъпа, но те са изолирани от външната среда, като разполагат и с обилно мазане, което повишава тяхната надеждност и намалява нивата на шум при работа. Освен това корпусът може да бъде така проектиран, че допълнително да намалява нивата на шум. Откритите предавки няма как да получават обилно мазане.

Зъбни предавки според промяната на оборотите и въртящия момент

Един от важните параметри на зъбните предавки е предавателното отношение. То представлява отношението на ъгловите скорости на зъбните колела- i. Ако няма индекси се приема като отношение на ъгловата скорост на задвижващото към задвижваното колело. Друг важен параметър е предавателното число – U. То може да се разглежда като отношение на делителните диаметри на двете колела или броя на зъбите. Предавателното число може да бъде равно или реципрочно на предавателното отношение.

  • По този критерий зъбните предавки могат да бъдат повишаващи (мултипликатори), понижаващи (редуктори), с постоянно или с променливо предавателно число или директни, като при последните няма промяна на оборотите. Повишаващите предавки увеличават оборотите на задвижваното колело, но въртящият момент спада.
  • При понижаващите е обратното. На практика такава предавка се получава, когато въртеливото движение се предава от малко към голямо колело. Макото колело извършва повече обороти от голямото, което намалява скоростта според предавателното число, докато въртящият момент се повишава в същата пропорция.

Автомобилните предавателни кутии, независимо механични или автоматични, представляват зъбни редуктори с променливо предавателно число. Това се налага, защото двигателят с вътрешно горене има определена характеристика и трябва да работи в определен оборотен диапазон. При потегляне обаче е необходим по-висок въртящ момент. При последващите предавки изходящите обороти се увеличават, а въртящия момент спада.

Зъбни предавки според взаимното разположение на осите на зъбните колела

  • С успоредни оси – или така наречените цилиндрични зъбни предавки. Това е най-разпространения вид по този критерии. Негови подвидове са предавките с външно, вътрешно и гребенно зацепване (зъбна рейка). При предавките с вътрешно зацепване едното колело е с вътрешни зъби, а другото с външни. Те се изчисляват по-трудно, като трябва да се внимава да не се получи заклинване. Профилът на зъбите им може да е еволвентен или циклоиден. Характерно за зъбните двойки с вътрешни зъби е, че колела се въртят в една посока, а не в различни, както е при тези с външни зъби. Често се използват и при маслени помпи. Зъбният гребен или рейката може да се разглежда като зъбно колело с безкрайно голям диаметър. Тяхното предназначение е да преобразуват преволинейно във въртеливо движение или обратно. При това е възможно, или рейката да е неподвижна и зъбното колело да се обтъркалва по нея, както е при зъбчатите железници – фуникулар. В повечето случаи обаче колелото се върти около неподвижна ос, а рейката извършва транслационно движение. Такъв е случая при кормилните механизми и механизмите на измервателните часовници. Скоростта на рейката се определя като ъгловата скорост, умножена по половината от делителния диаметър.
  • С пресичащи се оси – това са предавки с конусни зъбни колела, като при тях също е възможно вътрешно, външно и гребенно зацепване.
  • С кръстосани оси – този вид се наричат още хиперболоидни зъбни предавки. Представители на този вид предавки са:
    • Винтова предавка – тя се състои от цилиндрички зъбни колела, чиито профил на зъбите е така оформен, че те могат да работят при неуспоредни оси на въртене.
    • Червячна предавка – при нея ъгълът между двете оси е 90 градуса. При този вид механизми движението се предава от червяка (спиралата) към червячното зъбно колело, което се изработва със специален профил. Отношението на стъпката на винта и броя на зъбите на колелото определя предавателно число на предавката. Възможно е и обратното предаване на движението, но само при определен ъгъл на наклона на винта. Обикновенно винтът е с цилиндрична форма, но е възможно да бъде и с глобоидна форма, което означава, че диаметърът му намалява към центъра и се увеличава към краищата му .
    • Хипоидна предавка – това представлява предавка между конусни колела, като едното е значително по-голямо от другото и осите им не се пресичат. Голямото колело се нарича корона, а малкото пиньон. Обикновенно такава предавка се използва за главното предаване на автомобилите, когато за компактност на конструкцията се търси снижаване на положението на карданния вал.

Зъбни предавки според корекцията на зъбните колела

Предавките на цилиндричните зъбни колела с външно зацепване могат да се класифицират в две основни категории според вида на зацепените зъбни колела.

  • Предавка без изместване – образува се чрез две нулеви зъбни колела, което ще рече, че колелата не са изработени с корекция на профила.
  • Предавка с изместване – при нея поне едно от колелата е с корекция на профила на зъбите, като са спазени изискванията за подрязване на основата на зъбите, защото в противен случай зъбите биха се изронили много лесно.

Зъбни предавки според формата на работния профил на зъбите:

  • Еволвентно зацепване – най-разпротраненият вид профил на зъбите. Предимството му е, че е относително лесен за изработка и лесно се постига взаимозаменяемост на зъбни колела.
  • Циклоидни – използват се значително по рядко, защото са много по-трудни за изработка, но осигуряват по-висока плавност на хода на зъбната предавка. При тях са на лице по-малки контактни напрежения върху работните повърхнини на зъбите и по-ниски стойности на коефициента на специфично плъзгане. При изработката им обаче трябва много точно да се познават параметрите на другото колело от зъбната двойка.

Зъбни предавки според относителното движение на геометричните оси на валовете на зъбните колела:

Планетна предавка

  • Предавки с неподвижни оси

 

    – при по време на работа на механизма валовете се въртят около неподвижни оси, които не променят положението си една спрямо друга.

  • Епициклични предавки – познати са още като планетни предавки. Това наименование не е никак странно, тъй като в началото тези механизми са били използвани за създаване на модели на движението на планетите. Състоят се от централно колело с външни зъби, наречено слънчево, голямо колело с вътрешни зъби, което се нарича корона и водило, на което са поставени осите на сателитните зъбни колела. При работа сателитите обикалят около слънчевото колело , като се въртят около него и около собствените си оси, като водилото се върти заедно с тях. По този начин се реализират много големи предавателни числа, планетните предавки имат и много голяма издръжливост. Освен това чрез блокиране или освобождаване на водилото може да се променя предавателното число, както и да се обръща посоката на въртене на изходния вал. Планетните предавки обаче са много сложни и скъпи за производство.

Няма коментари

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.