Рис. 28. Фрикционные передачи жесткими катками
а — цилиндрическими; б — клинчатыми; в — коническими; г —дисковыми

Рис. 29. Виды ременных передач
а — открытая с параллельными валами; б — перекрестная с параллельными валами; в — полуперекрестная; г —наклонная с натяжным роликом

Рис. 30. Клиноременная передача
а — расположение ремня на шкиве; б — виды клиновых ремней; / —кордовая ткань; 2 — резиновый наполнитель; 3 — прорезиненная ткань; 4 — кордовые шнуры

Клиноременная передача (рис. 30, а) обладает рядом преимуществ по сравнению с плоскоременной передачей. Она позволяет осуществлять передачи с более высокими передаточными числами (7—10), создает возможность применения при малых межцентровых расстояниях, надежна и бесшумна в работе. Ремень в поперечном сечении имеет форму клина (см. рис. 30, б), входит в клиновидный желоб шкива и за счет сил трения, развиваемых на боковых поверхностях, передает окружное усилие.

В СССР клиновые ремни в зависимости от передаваемой мощности изготовляют семи различных типов: О, А, Б, В, Г, Д, Е (ГОСТ 1284—68). Соответственно мощность, передаваемая одним ремнем, равна: 1,2—1,4; 1,6— 2,6; 3,0—5,0; 6,0—8,0г 11—18; 20—32; 40—55 кВт.

Зубчатые передачи применяют для осуществления вращательных движений и усилий между параллельными и пересекающимися валами, а также для преобразования вращательного движения в поступательное (шестерня с рейкой). Зубчатые передачи надежны‘в работе, имеют высокий КПД (0,96—0,98), обеспечивают передачу больших мощностей (до 50 тыс. кВт) при строгом сохранении постоянного передаточного числа и высокой окружной скорости 15—25 (100) м/с. К недостаткам зубчатых передач относятся сложность изготовления, ограниченное межосевое расстояние, шум при работе (особенно при неточном изготовлении). Передаточное число одной пары зубчатой передачи принимают 3—7 для цилиндрических и 2—7 для конических колес. Наименьшие значения принимают для закрытых передач. В технике применяются зубчатые зацепления с передаточным числом 20 и более (венцовая пара механизма “вращения мощных экскаваторов).

Зубчатые передачи подразделяют на цилиндрические (прямозубчатые, косозубые и шевронные), конические (рис. 31, а, б, в, г, д, е, ж). Цилиндрические зубчатые колеса применяются для передачи вращательных движений и усилий между параллельными валами и наиболее распространены в технике. Винтовые, гипоидные, червячные, глобоидные передачи (см. рис. 31, з, и, к, л) используют для осуществления движений между скрещивающимися валами при любом угле скрещивания. Наиболее часто встречается скрещивание валов под углом 90°. Эти передачи подчиняются тем же законам образования зацепления, что и прямозубые цилиндрические передачи, поэтому процесс образования зубчатого зацепления рассмотрен только для цилиндрических колес. Для остальных передач рассмотрены отдельные специфические вопросы. Рассмотрим основные параметры и определения зубчатого зацепления на примере прямозубого колеса (рис. 32).

Для сохранения постоянного отношения угловых скоростей вращения сцепляющихся зубчатых колес боковые профили их очерчивают по кривым, у которых нормаль NN, проведенная через точку касания профилей при любом их положении, всегда проходит через одну и ту же точку на линии центров — полюс зацепления Р.

Рис. 31. Зубчатые передачи
а — цилиндрические прямозубые с внешним зацеплением; б — цилиндрические косозубые; е — цилиндрические шевронные; г — цилиндрические прямозубые с внутренним зацеплением; д — конические прямозубые; е — конические с круглым зубом; ж — системы М. JI. Новикова; з — винтовые; и —гипоидные; к — червячные; л — глобоидные

Профили зубьев очерчивают по кривой эвольвенте. В настоящее время все шире внедряется зубчатое зацепление с кривым профилем зубьев, предложенное М. Л. Новиковым (см. рис. 31, л). Передачи с зацеплением М. Л. Новикова по сравнению с эвольвентными допускают большую нагрузку, имеют более высокий КПД и менее чувствительны к деформациям валов при тех же параметрах.

Несущая способность при равных габаритах по сравнению с эвольвентным зацеплением повышается в 2— 3 раза. Недостатками зацепления М. Л. Новикова является значительная сложность изготовления инструмента для нарезания зубьев и высокая чувствительность зацепления к изменению межцентрового расстояния. Имеются также планетарные и волновые зубчатые передачи, которые рассматриваются; в специальных курсах.

Рис. 32. Геометрия зубчатого зацепления

Основными показателями, характеризующими геометрию эвольвёнтного зубчатого зацепления, являются (см. рис. 32) делительная окружность и ее диаметр, шаг и модуль зубчатого, зацепления, диаметры окружностей головок и впадин зубьев, высота и длина зуба, полюс и угол зацепления а, линия и дуга зацепления. В зубчатом зацеплении зубья ведущего колеса (шестерни) входят во впадины ведомого. Зуб ведущего колеса, оказывая давление на зуб ведомого, заставляет последнее повернуться на некоторый угол, после чего в зацепление входят последующие пары зубьев. Ведомое колесо приводится во вращение. При этом на ведущем и ведомом колесах всегда можно провести окружности, которые катятся друг по другу без скольжения.

Окружности, которые перекатываются друг по другу без скольжения, называются начальными. Делительные окружности совпадакэт с начальными, если межцентровое расстояние пары зубчатых колес равно сумме радиусов делительных окружностей. У каждого колеса существует только одна делительная окружность и выбирается она-в качестве базы для определения основных размеров зубчатого колеса.

Рабочими участками зубьев являются участки кривых эвольвент, находящихся в соприкосновении. Отрезок тп носит название теоретической линии зацепления. Если окружности головок будут пересекать линию зацепления за пределами теоретической линии зацепления, то весь участок профиля зуба, точки которого лежат вне линии зацепления, будет нерабочим. Дуга, на которую перекатываются делительные окружности за время зацепления одной пары сопряженных профилей, называется дугой зацепления:

Рис. 33. Способы нарезания зубьев
а — копированием; б — обкаткой

Рис. 34. Коническая передача

Способы нарезания зубьев показаны на рис. 33. Коническая зубчатая передача применяется в том случае, когда усилие передается между валами, расположенными под некоторым углом друг к другу и лежащими в одной плоскости. Угол б между валами может быть произвольным. Чаще всего в технике применяют конические передачи, валы которых расположены под прямым углом (рис. 34).

Основными недостатками конической передачи являются сложность изготовления и значительные осевые давления, которые в зависимости от направления вращения действуют как к вершине начального конуса, так и от нее. Радиальное усилие F шестерни является осевым усилием для вала колеса и аналогично радиальное усилие Т на колесе равно по величине и направлено противоположно осевому усилию на шестерне.