У техніці зубчастими передачами називаються такі механізми. які здійснюють передачу обертального руху з одного вала на інший і при цьому змінюють частоти обертання за допомогою зубчастих коліс і рейок.
Зубчасті колеса мають свої функціональні назви, в залежності від величини і положення установки. Провідними називаються ті зубчасті колеса. які розташовуються на валах, що передають обертання, а відомими - на валах, що приймають обертання. Ті колеса сполученої пари, які мають менший діаметр, називаються шестернями. Що стосується терміну «зубчасте колесо», то їм позначаються обидві деталі, складові таку передачу.
Всі елементи зубчастого зачеплення при конструюванні і виготовленні піддаються розрахунками згідно стандартному модулю.
Механізм зубчастої передачі
У сучасному машинобудуванні найпоширенішим видом передач є саме зубчасті. Вони забезпечують постійне передавальне число, відрізняються надійністю, компактними розмірами і високим коефіцієнтом корисної дії. Крім того, за допомогою зубчастих передач можна транслювати досить значні навантаження, вони вважаються так само довговічними і простими в експлуатації.
У зубчастих передач є і деякі недоліки. Наприклад, вони не можуть змінювати передавальне число безступінчатим чином, видають чимало шуму при великих швидкостях обертання, а при їх виготовленні і монтажі потрібно дотримуватися високу точність.
Зубчасті передачі експлуатуються в найрізноманітніших умовах, і тому як їх конструкції, так і форми елементів зубчастих зачеплень дуже різні.
Класифікація зубчастих передач
Зубчасті передачі прийнято класифікувати за цілою низкою критеріїв. На основі такого з них, як взаємне розташування осей коліс, вони поділяються на:
• Циліндричні передачі (з паралельними осями);
• Конічні передачі (з пересічними осями);
• Черв'ячні передачі і колеса з криволінійними зубами (зі перехресними осями).
Залежно від того, як розташовані зуби, а також колеса один щодо одного, зубчасті передачі поділяються на ті, що мають зовнішнє і внутрішнє зачеплення. При зовнішньому зачепленні колеса обертаються в протилежних напрямках, а при внутрішньому - в одному і тому ж.
За таким критерієм, як форма профілю, розрізняють евольвентні і неевольвентние зуби. Перші поширені набагато ширше, ніж другі.
По тому, як розташована теоретична лінія зуба, розрізняють колеса з зубами косими, прямими, гвинтовими і шевронними. Все непрямозубие передачі видають менше шуму, мають менший зносом і високою плавністю в роботі. Саме тому їх найчастіше використовують в тих механізмах, які вимагають передачі значної потужності, а також високих окружних швидкостей.
Ще одним критерієм класифікації зубчастих передач є їх конструктивне виконання. Згідно з яким розрізняють закриті та відкриті зубчасті передачі. Перші розміщуються в спеціальних корпусах, і за допомогою розташованих в них масляних ванн забезпечуються постійної мастилом. Відкриті зубчасті передачі або періодично змащуються спеціальними консистентними мастилами, або ж не змащуються взагалі.
Що стосується такого важливого критерію класифікації, як величина окружної швидкості, то зубчасті передачі поділяються на тихохідні (до 3м / с), середньошвидкісні (3 - 15 м / с), швидкохідні (більше 15 м / с).
Матеріали деталей зубчастих коліс
Основним критерієм при виборі того чи іншого матеріалу для виготовлення зубчастих коліс і черв'ячних передач є забезпечення необхідної стійкості проти крошения і заїдання робочих поверхонь їх зубів.
Найчастіше для виготовлення зубчастих коліс застосовуються стали, оброблювані термічно. Що стосується чавунів і пластмас то вони використовуються рідко. Зубчасті колеса. що працюють в умовах середніх навантажень, зазвичай виготовляються з легованих сталей 40Х. 45ХН. а також вуглецевих сталей Ст 50Г. Ст 40 і ст 35 з термічною обробкою. Для малонавантажених і тихохідних передач використовуються чавунні зубчасті колеса. а ті, що використовуються в найвідповідальніших передачах, виготовляють зі сталі 40ХНМА.