Пространственные зубчатые передачи

Пространственными называются зубчатые механизмы, позволяющие передавать вращение между валами, расположенными в различных плоскостях. К ним относятся:

1. Конические зубчатые передачи.

2. Винтовые.

3. Червячные.

4. Гипоидные.

И некоторые другие.

4.7.2.1. Конические зубчатые передачи

Эти передачи позволяют передавать вращение и крутящие моменты между валами с пересекающимися осями. В общем случае угол S, между осями валов может быть произвольным (рис. 4.9а). На практике чаше всего применяются механизмы с S = 90^O. В этом случае передачу называют ортогональной.

В общем случае в неортогональной передаче угол, дополненный до 180^O к углу между векторами угловых скоростей и звеньев 1 и 2, называют межосевым углом S.

Связь между векторами угловых скоростей и звеньев 1 и 2:

(4.14)

где – угловая скорость звена 2 относительно звена 1.

На рис. 4.10 представлен план угловых скоростей, соответствующий векторному уравнению (4.14). Положение вектора относительно векторов и определяется углами d_W1, d_W2, сумма которых равна межосевому углу S:

d_W1 + d_W2 = S (4.15)

Если вектор перенести в точку O пересечения осей колес, то он совпадет с мгновенной осью OP относительного движения звеньев и определит конические поверхности, называемые начальными конусами.

Углы d_W1 и d_W2 начальных конусов определяют при решении векторного уравнения по теореме синусов:

Поскольку отношение угловых скоростей по определению называется передаточным отношением, то

(4.16)

Для ортогональной передачи (см. рис. 4.9 б) из DOPA: R₂ = OP sin d_W2

из DOPB: R₁ = OP sin d_W1

Тогда

(4.17)

 

 

Основные параметры

 

Схема конического зубчатого колеса представлена на рис. 4.11, где приняты следующие обозначения.

ДК – делительный конус,

КВР – конус вершин,

КВП – конус впадин,

Внешний и внутренний ДпК – внешний и внутренний дополнительные конусы.

Все параметры колеса измеряются по внешнему ДпК, что отмечается индексом “ e ” в обозначениях параметров.

4.7.2.2. Гиперболоидные зубчатые передачи

Геометрическое место положений мгновенных осей вращения называют аксоидом. В зубчатой передаче со скрещивающимися осями колес при постоянном передаточном отношении аксоидами относительного движения являются однополюсные гиперболоиды вращения. Поэтому зубчатые передачи со скрещивающимися осями колес называют гиперболоидными.