Циклоидальное зацепление — зубчатое зацепление, в котором сопряженные профили зубьев выполнены но циклоидальным кривым. Профили зубьев образуются путем перекатывания производящих окружностей П1 и П2 по начальным окружностям 1 и 2 (рис.6.21). Точка Р, принадлежащая окружности П1, очерчивает головку зуба по эпициклоиде Эц (П1 катится по окружности 1), а точка Р, взятая на окружности П2, очерчивает ножку зуба по гипоциклоиде Гц (П2 также катится по окружности 1). Аналогично строится профиль зуба второго колеса. Профили взаимно огибаемые.
Рис.6.21
Циклоидальное зацепление характеризуется более высокими по сравнению с эвольвентным зацеплением нагрузочной способностью и износостойкостью зубьев. Это объясняется, в частности, соотношением кривизны зубьев и малыми удельными скольжениями. Однако циклоидальное зацепление чувствительно к изменению межосевого расстояния (погрешностям изготовления, деформациям валов) и сложно в изготовлении. По этим причинам в настоящее время оно применяется редко.
|
|
Часовое зацепление - приближенное циклоидальное зацепление, в котором циклоидальные кривые заменены дугами окружности ρ1, ρ2 и отрезками прямых (рис.6.22).
Рис.6.22
Основное достоинство часового зацепления — малые углы давления и, следовательно, требуются незначительные силы для проворота зубчатых колес в маломощных ускоряющих механизмах.
Цевочное зацепление - зубчатое зацепление посредством цилиндрических круговых элементов — цевок и зубьев с сопряженным профилем.На рис.6.23 показаны разновидности циклоидальных профилей, используемые в цевочных передачах.
На сх. а колесо 2 имеет круговой профиль зубьев-цевок. При обкатывании его по колесу 1 получается траектория т. Р — перициклоида П, а профиль зуба колеса 1 очерчивается по эквидистанте ЭП к перициклоиде П. Внешнее и внутреннее зацепления таких колес применялись сравнительно широко. В настоящее время они еще встречаются в механизмах вращения кранов и других устройствах.
а) б)
Рис.6.23
Разновидность цевочного зацепления колес, в которой профили располагаются за пределом окружностей 1 и 2, используют для размещения в колесах подшипников и других элементов передачи. Такое зацепление называется внецентроидным (сх. б). При перекатывании колеса 2 по колесу 1 получается траектория центров цевок — перициклоида укороченная Пу. а профиль зуба колеса 1 очерчивается по эквидистанте к этой траектории ЭПу. Это зацепление применяется в передачах с малой разницей чисел зубьев. Оно характеризуется большими углами давления, но позволяет передавать нагрузку при большом числе контактирующих пар зубьев. Точность изготовления передач, очень высокая. Цевочное зацепление рейки с колесом используется для преобразования вращательного движения в поступательное. Профиль зубьев представляет собой эвольвенту Э (сх. в).
|
|
Известны также зацепления рейки или большого колеса с малым цевочным колесом. Для получения постоянного передаточного отношения профиль зуба должен соответствовать эквидистанте к циклоиде ЭЦ (сх. г). Такой вид цевочного зацепления практически не применяют.
Передача Новикова — косозубая цилиндрическая передача с линейным или близким к линейному контактом, у зубчатых колес которой выпуклые поверхности начальных головок зубьев взаимодействуют с вогнутыми поверхностями начальных ножек зубьев, и коэффициентом торцового перекрытия, равным или близким к нулю.
Рис.6.24
Приближающийся к линейному контакт обеспечивается несколько меньшей кривизной профиля вогнутой поверхности зуба в сравнении с кривизной выпуклой поверхности профиля сопряженного с ним зуба. Плавность работы достигается за счет осевого перекрытия, коэффициент которого выбирают большим единицы. Различают передачу Новикова с одной (рис.6.24 а) и двумя (рис.6.24 б) линиями зацепления.
На сх. а обозначения: К - контактная линия, перемещаемая поступательно в процессе работы передачи (К перемещается по траектории параллельно полюсной линии Р — линии контакта начальных цилиндров (обозначены штрихпунктирыми линиями)); hwa1 и hwf2 - соответственно высота начальной головки зуба шестерни и высота начальной ножки зуба колеса.
На сх. б обозначения: Р — полюсная линия; К1 и К2 — контактные точки соответственно на ножке и головке зуба; L1 и L2 — линии зацепления — траектории соответственно контактных точек К1 и К2. Контактные точки на одной линии зацепления перемещаютсяодна за другой с интервалом, обозначаемым q21. Интервал между двумя контактными точками на разных линиях зацепления q22 - наименьшее расстояние между двумя торцовыми сечениями сопряженных зубчатых колес, проведенными через контактные точки одноименных поверхностей двух соседних зубьев зубчатого колеса. Применяют передачу Новикова с двумя линиями зацепления. Они имеют зубья с выпуклыми поверхностями начальных головок и вогнутыми поверхностями начальных ножек. Зубья шестерни и колеса можно нарезать одним инструментом в отличие от передачи Новикова с одной линией зацепления.
Передачи Новикова характеризуются более высокой несущей способностью по сравнению с эвольнентными цилиндрическими передачами вследствие большого приведенного радиуса кривизны контактирующих зубьев, имеют более высокий КПД благодаря перекатыванию зубьев без геометрического скольжения, но чувствительна к изменению межосевого расстояния.
Для передачи Новикова требуется высокая точность изготовления и высокая жесткость валов и опор.