Косозубые зубчатые передачи, как и прямозубые, предназначены для передачи вращательного момента между параллельными валамя
(рис. 36). У косозубых колес оси зубьев располагаются не по образующей делительного цилиндра, а по винтовой линии, составляющей с образующей угол (рис. 37). Угол наклона зубьев р
принимают равным 
, он одинаков для обоих колес, но на одном из сопряженных колес зубья наклонены вправо, а на другом влево.
Рис. 36. Цилиндрическая косозубая передача
Передаточное число для одной пары колес может быть 
. В прямозубых передачах линия контакта параллельна оси, а в косозубых расположена по диагонали на поверхности зуба (контакт в прямозубых передачах осуществляется вдоль всей длины зуба, а в косозубых - сначала в точке увеличивается до прямой, «диагонально» захватывающей зуб, и постепенно уменьшается до точки).
Достоинства косозубых передач по сравнению с прямозубыми: уменьшение шума при работе; меньшие габаритные размеры; высокая плавность зацепления; большая нагрузочная способность; значительно меньшие дополнительные динамические нагрузки.
За счет наклона зуба в зацеплении косозубой передачи появляется осевая сила.
Направление осевой силы зависит от направления вращения колеса (рис. 37), направления винтовой линии зуба, а также от того, каким является колесо - ведущим или ведомым. Осевая сила дополнительно нагружает валы и опоры, что является недостатком косозубых передач.
Рис. 37. Усилия в косозубой цилиндрической передаче
Шевронные зубчатые колеса представляют собой разновидность косозубых колес (рис. 38).
Рис. 38. Шевронная зубчатая передача
Цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями (рис. 38, а), называют шевронным колесом. Часть венца зубчатого колеса, в пределах которого линии зубьев имеют одно направление, называют полушевроном. Различают шевронные колеса с жестким углом (рис. 38, б), предназначенным для выхода режущего инструмента при нарезании зубьев. Шевронные передачи обладают всеми преимуществами косозубых, а осевые силы (рис. 39) противоположно направлены и на подшипник не передаются.
Рис.39. Усилия в зацеплении шевронных зубчатых колес
В этих передачах допускают большой угол наклона зубьев (
). Ввиду сложности изготовления шевронные передачи применяют реже, чем косозубые, т.е. в тех случаях, когда требуется передавать большую мощность и высокую скорость, а осевые нагрузки нежелательны.
Рис. 40
Косозубые и шевронные колеса в отличие от прямозубых имеют два шага и два модуля:
в нормальном сечении (см. рис. 44) по делительной окружности - нормальный шаг р п,
в торцовой плоскости - торцовый шаг р t .
Из условия, что модуль зацепления равен шагу, деленному на число , имеем 
; 
.
Для косозубых и шевронных колес значения нормального модуля т n стандартизованы, так как профиль косого зуба в нормальном сечении соответствует исходному контуру инструментальной рейки и, следовательно, т = т п (косозубые и шевронные колеса нарезают, тем же способом и инструментом, что и прямозубые). Нормальный модуль т п является исходным при геометрических расчетах.
Определим зависимость между нормальным и торцовым шагом и модулем через угол наклона зубьев.
Если левую и правую части разделим на , получим
; 
.
Геометрические параметры цилиндрической косозубой и шевронной передач с эвольвентным профилем зуба рассчитают по формулам, приведенным в табл. 15. По торцовому модулю т t рассчитывают делительные (начальные) диаметры, а до т п - все остальные размеры зубчатых колес.
Таблица 15. Геометрические параметры цилиндрической косозубой передачи
Окружная сила 
.
На косой зуб действует осевая сила 
(см. рис. 37), радиальная (распорная) сила 
.
В косозубдй передаче сила , действующая на зуб косозубого колеса (см. рис. 44), направлена по нормали к профилю зуба, т.е. по линии зацепления эквивалентного прямозубого колеса, и составляет угол с касательной к
эллипсу.
Эту силу разложим на две составляющие: окружную силу на эквивалентном колесе и радиальную (распорную) силу на этом колесе .
Если, в свою очередь, силу разложить по двум направлениям, то получим такие силы: - окружную силу, - осевую.
Для зубчатого колеса с шевронным зубом окружную силу и распорную определяют по тем же формулам, что и для косозубой передачи т.е. , . В шевронной передаче осевая сила 
(см. рис. 39).
Винтовая передача (разновидность косозубой) состоит из двух косозубых цилиндрических колес (рис. 41). Однако в отличие от косозубых цилиндрических передач с параллельными валами касания между зубьями здесь происходит в точке и при значительных скоростях скольжения. Поэтому при значительных нагрузках винтовые зубчатые передачи работать удовлетворительно не могут.
Рис.41. Винтовая зубчатая передача
Рис. 42
У косозубых колес зубья имеют наклон под углом b к образующей делительного цилиндра. Оси колес при этом остаются параллельными.
Это дает следующие преимущества по сравнению с прямозубыми колесами:
1. Повышение нагрузочной способности за счет увеличения суммарной длины контактной линии зубьев (увеличение числа пар зубьев, одновременно находящихся в зацеплении);
2. Большая плавность хода и меньший шум во время работы (зубья колеса входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно ).
Угол наклона линии зубьев косозубых цилиндрических колес находится в пределах .
Расчет геометрических параметров косозубых колес проводят по тем же формулам, что и для прямозубых цилиндрических колес, подставляя вместо нормального m торцовый модульm t . Торцовый и нормальный модули связаны следующим соотношением:
- нормальный шаг
зубьев;
- торцовый шаг
зубьев
,
.
Тогда
диаметры делительной окружности
,
окружности вершин
и окружности впадин
косозубого колеса, нарезанного без
смещения, можно представить в следующем
виде:
,
,
.
Силы в зацеплении цилиндрической косозубой передачи
- окружная сила;
- вспомогательная
окружная сила;
- осевая сила;
- радиальная сила;
- сила нормального
давления.
Наличие в передаче
осевой силы
приводит к дополнительному нагружению
вала изгибающим моментом, а подшипников
- осевой силой, что ведет к необходимости
применения в опорах радиально-упорных
подшипников, воспринимающих радиальную
и осевую нагрузку.
Проектные и
проверочные расчеты косозубых передач
по контактным напряжениям и напряжениям
изгиба производят по тем же зависимостям,
что и для прямозубых передач. При этом
учитывают увеличение прочности зубьев
вследствие угла наклона зубьев
.
Расчетная схема нагружения валов цилиндрической косозубой передачи
Наличие в зацеплении осевых сил, которые дополнительно нагружают опоры валов, являются недостатком косозубых колес. Этот недостаток устраняется в шевронной передаче.
2.11. Шевронные передачи
Шевронная передача подобна сдвоенной косозубой передаче с противоположным направлением зубьев. Осевые силы здесь уравновешиваются на самом зубчатом колесе.
- угол наклона
линии зубьев.
Преимущество: плавность хода еще выше, чем у косозубой передачи.
Недостаток: сложность изготовления (необходимость применения непроизводительных методов нарезания зубьев ).
Исключением являются передачи с раздвоенным силовым потоком (разнесенный шеврон)
2.12 Зубчатые конические передачи
К
онические
передачи предназначены для передачи
вращательного движения между валами,
оси которых пересекаются под некоторым
углом. Наибольшее распространение
получили ортогональные передачи с углом
пересечения осей 90 град.
У конического зубчатого колеса (ЗК) образующей поверхностью является конус.
По направлению зубьев конические ЗК бывают:
1 – прямозубые;
2 – косозубые;
3 – с круговыми зубьями.
Передаточное отношение конической ЗП:
где d 1 , d 2 - половины углов при делительных конусах;
,
- диаметры делительных окружностей в
среднем сечении.
При расчетах на прочность конические колеса заменяют на эквивалентные цилиндрические прямозубые колеса с делительным диаметром и числом зубьев:
,
.
Cтраница 1
Косозубые передачи работают более плавно, чем прямозубые, поэтому коэффициент KHV меньше.
Косозубые передачи отличаются от прямозубых меньшей виброактивностью и повышенной несущей способностью. С увеличением Р (при данных Ъ и т) снижается интенсивность шума. Но при этом увеличивается осевая составляющая силы в зацеплении.
Косозубые передачи работают более плавно, чем прямозубые, поэтому коэффициент К11а меньше.
Косозубые передачи имеют два коэффициента перекрытия: торцевой еа и осевой ер. Но в этом случае не обязательны сопряженные профили зубьев.
Косозубые передачи отличаются от прямозубых меньшей виброактивностью и повышенной несущей способностью. С увеличением р (при данных bw и т) снижается интенсивность шума. Но при этом увеличивается осевая составляющая силы в зацеплении.
Косозубые передачи имеют дополнительный ресурс повышения несущей способности по контактной прочности путем увеличения твердости шестерни (см. стр. Это связано с тем, что в косо-зубой передаче контактная линия, будучи наклоненной к полюсной линии, проходит как по поверхности ножки, так и по поверхности головки зуба. При работе передачи в результате местного выкрашивания ножки зуба колеса происходит перераспределение давления по контактной линии и большая нагрузка передается на головку зуба, которая обладает значительно более высокой стойкостью против выкрашивания.
Косозубая передача имеет значительно больший коэффициент перекрытия, чем прямозубая при равных числах зубьев и равных модулях.
Косозубая передача имеет значительно больший коэффициент перекрытия, чем прямозубая при равных числах зубьев и равных модулях.
Косозубые передачи со значительным ер по сравнению с прямозубыми имеют меньший зубцовый импульс (меньше амплитуды первой гармонической составляющей) благодаря влиянию осевого перекрытия, поэтому с увеличением ер допуск / гг0 уменьшается. Циклическая погрешность зубцовой частоты является главной причиной нарушения плавности зубчатых передач, состоящих из прямозубых колес.
Косозубая передача более плавная и передает большую мощность, чем прямозубая, при тех же размерах. Недостатком косозубых передач является возникающая в зацеплении дополнительная осевая сила, отсутствующая у прямозубых колес. Линии зубьев имеют правое или левое направление.
Использование: в машинах, где необходимы корректировка взаимного положения зубчатых колес во время работы и регулировка зазоров в зацеплении. Зубчатая передача содержит цельную шевронную шестерню 1, жестко закрепленную на валу 2, вал 3, на котором с возможностью осевого сближения или удаления расположены полушевроны 4 и 5 раздельной шевронной шестерни, соединенные механизмом их осевого перемещения, например винтовым, содержащим вилки 6 и 7, входящие в кольцевые пазы полушевронов и расположенные на ходовом винте 8 с правой и левой резьбой на соответствующих сторонах и маховиком 9 на конце. При вращении винта 8 за маховик 9 по часовой стрелке вилки 6 и 7 и, соответственно, полушевроны 4 и 5 раздельной шевронной шестерни удаляются друг от друга и за счет наклона зубьев шевронного зацепления заставляют шестерню 1 совместно с валом 2 поворачиваться относительно вала 3 на некоторый угол по часовой стрелке. При вращении винта 8 против часовой стрелки полушевроны 4 и 5 сближаются и заставляют вал 2 поворачиваться относительно вала 3 против часовой стрелки. При этом безразлично, который из валов будет ведущим и в какую сторону он в данный момент вращается. 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в машинах, где необходимы корректировка взаимного положения зубчатых колес во время работы и регулировка зазоров в зацеплении.
Известно устройство , содержащее прямую и замыкающую кинематические цепи и встроенный гидравлический преобразователь, которое позволяет компенсировать зазоры в зацеплении. Однако такое устройство не дает возможности осуществлять корректировку взаимного положения колес во время работы.
Известно устройство , содержащее ведущий и ведомый валы и замкнутый кинематический контур между ними с дифференциальным и упругим элементом, которое также позволяет компенсировать зазоры в зацеплении.
Недостаток этой конструкции - отсутствие возможности корректировки взаимного положения ведущего и ведомого валов во время работы устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство , в котором одна из шевронных шестерен состоит из двух полушевронов и установлена на валу с возможностью осевого перемещения для самоустановки одной шестерни по отношению ко второй.
Недостаток известной конструкции - невозможность корректировки взаимного положения шестерен во время работы, что приводит к постепенному (по мере износа деталей) развороту валов, на которых закреплены ножи и появлению заусениц на разрезаемой заготовке.
Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения угловой корректировки взаимного положения находящихся в зацеплении шестерен во время их работы.
Указанная цель достигается тем, что в зубчатой передаче, содержащей размещенные на валах цельную шевронную шестерню и раздельную шевронную шестерню, состоящую из двух полушевронов. Оба полушеврона раздельной шестерни расположены на валу с возможностью осевого сближения или удаления друг от друга.
В результате сближения или удаления полушевронов раздельной шестерни, цельная шевронная шестерня, находясь в зацеплении с раздельной, поворачивается относительно нее в ту или другую сторону, аналогично повороту винта, при осевом перемещении по нему гайки.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается тем, что оба полушеврона раздельной шестерни расположены на валу с возможностью осевого сближения или удаления друг от друга и снабжены механизмом их осевого перемещения. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями не выявило в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа (в данной области техники), что позволяет сделать вывод с соответствии критерию "существенные отличия".
На чертеже изображена кинематическая схема зубчатой передачи.
Зубчатая передача содержит цельную шевронную шестерню 1, жестко закрепленную на валу 2, вал 3, на котором с возможностью осевого сближения или удаления расположены полушевроны 4 и 5 раздельной шевронной шестерни, соединенные механизмом их осевого перемещения, например винтовым, содержащим вилки 6 и 7, входящие в кольцевые пазы полушевронов и расположенные на ходовом винте 8 с правой и левой резьбой на соответствующих сторонах и маховиком 9 на конце.
При вращении винта 8 за маховик 9 по часовой стрелке вилки 6 и 7 и, соответственно, полушевроны 4 и 5 раздельной шевронной шестерни удаляются друг от друга и за счет наклона зубьев шевронного зацепления заставляют шестерню 1 совместно с валом 2 поворачиваться относительно вала 3 на некоторый угол по часовой стрелке.
При вращении винта 8 против часовой стрелки полушевроны 4 и 5 сближаются и заставляют вал 2 поворачиваться относительно вала 3 против часовой стрелки. При этом безразлично, который из валов будет ведущим и в какую сторону он в данный момент вращается.
Замена зубчатого зацепления по прототипу на заявленное, например, в летучих ножницах для порезки прокатных заготовок позволит проводить регулировку положения ножей во время работы ножниц и вследствие чего ликвидировать появление или рост заусениц на концах проката, а использование изобретения в шестеренных клетях сортовых станов для прокатки периодического профиля позволит избежать остановок стана для настройки и повысит качество продукции. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 765568, кл. F 16 H 1/08, 1973.
3. Патент Японии N 50-17612, кл. F 16 H 1/08, 1975.
ШЕВРОННАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, содеpжащая два взаимодействующих шевpонных колеса, одно из котоpых выполнено в виде двух pазнесенных полушевpонов и установленных с возможностью осевого пеpемещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности выбоpки зазоpа, каждый из упомянутых полушевpонов установлен с возможностью осевого пеpемещения дуpг относительно дpуга.