Включают цилиндрические редукторы и валы редукторов соотношение постоянной скорости и расстояния от центра гибкость

Эвольвентные цилиндрические зубчатые колеса и валы-шестерни: постоянное передаточное отношение, межосевая гибкость

Часть 1: Эвольвентное цилиндрическое зубчатое колесо

1. Введение
Эвольвентное цилиндрическое зубчатое колесо является наиболее фундаментальным и широко используемым типом зубчатых колес в современной механической трансмиссии. Его профиль зуба основан на эвольвенте. Эта геометрия обеспечивает постоянное передаточное отношение, плавную работу и нечувствительность к небольшим изменениям межосевого расстояния, предлагая отличные характеристики зацепления. Используется для передачи мощности между параллельными валами (внешнее или внутреннее зацепление).

2. Преимущества

• Постоянное передаточное отношение: Эвольвентный профиль гарантирует постоянное мгновенное передаточное отношение, обеспечивая точную передачу движения, высокую плавность и снижение ударов и шума.

• Межосевая гибкость: Небольшие изменения в установленном межосевом расстоянии не влияют на передаточное отношение, что снижает требуемую точность для производства и сборки, повышая применимость.

• Зрелый производственный процесс: Стандартизированные режущие инструменты и зрелые технологии производства (например, зубофрезерование, зубонарезание, шлифование) делают высокоточное массовое производство относительно простым и экономичным.

• Высокая грузоподъемность: Контакт зуба линейный, что позволяет передавать значительную мощность и крутящий момент.

3. Основные технические параметры

• Модуль / Диаметральный шаг: Наиболее фундаментальный параметр, определяющий размер зуба.

• Количество зубьев: Определяет делительный диаметр вместе с модулем.

• Угол профиля: Обычно 20° (современный дизайн) и 14.5° (более старый дизайн), влияющий на прочность зубчатого колеса и толщину основания зуба.

• Ширина венца: Осевая ширина зубчатого колеса, влияющая на грузоподъемность.

• Класс точности: Оценивается по стандартам ISO или AGMA (например, ISO 1328 классы 5-9). Меньший номер класса указывает на более высокую точность и более плавную работу.

• Коэффициент смещения профиля: Используется для предотвращения подрезания, регулировки межосевого расстояния или улучшения баланса прочности между сопрягаемыми зубчатыми колесами.

4. Применение
Чрезвычайно широко распространены, встречаются практически во всех областях, требующих передачи мощности:

• Автомобильная промышленность: Коробки передач, дифференциалы.

• Промышленное оборудование: Редукторы, станки, конвейерные системы, шарниры роботов.

• Бытовая техника: Стиральные машины, электроинструменты.

• Аэрокосмическая промышленность: Системы привода вспомогательного оборудования двигателей.

Часть 2: Вал-шестерня

1. Введение
Вал-шестерня - это специальный компонент, в котором зубчатое колесо и вал изготавливаются как единое целое. Это не просто «зубчатое колесо + вал», а единая функциональная деталь. Обычно используется, когда диаметр основания шестерни близок к диаметру вала, или когда требуется чрезвычайно высокая эксплуатационная жесткость и надежность.

2. Преимущества (По сравнению с отдельным зубчатым колесом и валом)

• Высокая прочность и жесткость: Избегает концентрации напряжений и фреттинг-износа, связанных с соединениями шпонками. Монолитная структура может выдерживать большие нагрузки и крутящий момент.

• Высокая надежность: Исключает риск поломки соединительных элементов, таких как шпонки или штифты. Более простая структура имеет меньше потенциальных точек отказа.

• Компактная структура: Экономит монтажное пространство, что приводит к более чистым конструкциям.

• Отличное выравнивание: Зубчатое колесо и секции вала естественным образом соосны, избегая несоосности при сборке.

3. Основные технические параметры
Параметры вала-шестерни включают его параметры как зубчатого колеса (модуль, количество зубьев, угол профиля и т. д.) и его параметры как вала:

• Тип опоры: Вращающийся вал (передает крутящий момент и воспринимает изгибающие моменты), неподвижная ось (воспринимает только изгибающие моменты).

• Материал и термообработка: Обычно изготавливаются из легированных сталей (например, 40Cr, 20CrMnTi) и обрабатываются такими процессами, как закалка и отпуск или цементация, чтобы обеспечить твердые поверхности зубов и прочную сердцевину.

• Размеры и допуски цапф: Диаметр и точность участков, которые сопрягаются с подшипниками.

• Шпоночный паз / Шлиц (если применимо): Для соединения с другими компонентами.

4. Применение
Обычно используется в приложениях с высокими требованиями к пространству, весу и надежности:

• Редукторы / Коробки передач: Особенно быстроходная шестерня часто изготавливается в виде вала-шестерни.

• Автомобильные двигатели: Распредвалы, валы привода масляного насоса.

• Аэрокосмическая промышленность: Трансмиссионные системы, требующие высокой надежности.

• Прецизионные приборы: Приложения, требующие высокой соосности и низкой вибрации.