ЗУБЧА́ТАЯ ПЕРЕДА́ЧА

ЗУБЧА́ТАЯ ПЕРЕДА́ЧА, ме­ха­низм для пе­ре­да­чи вра­щат. дви­же­ния ме­ж­ду ва­ла­ми и из­ме­не­ния час­то­ты вра­ще­ния ли­бо на­прав­ле­ния дви­же­ния. Со­сто­ит из двух или бо­лее зуб­ча­тых ко­лёс, ко­то­рые сцеп­ля­ют­ся ме­ж­ду со­бой и пе­ре­да­ют вра­ще­ние обыч­но от дви­га­те­ля на ис­пол­ни­тель­ный ме­ха­низм или на вал др. ма­ши­ны. Ки­не­ма­тич. схе­ма З. п. обес­пе­чи­ва­ет пре­об­ра­зо­ва­ние уг­ло­вых ско­ро­стей и кру­тя­щих мо­мен­тов. Осн. ки­не­ма­тич. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми яв­ля­ют­ся: пе­ре­да­точ­ное чис­ло ($n$) – от­но­ше­ние чис­ла зубь­ев боль­ше­го ко­ле­са ($z_б$) к чис­лу зубь­ев мень­ше­го $(z_м):\; n = z_б/_zм$ и пе­ре­да­точ­ное от­но­ше­ние зуб­ча­то­го ме­ха­низ­ма ($i_{АВ}$) – от­но­ше­ние уг­ло­вых ско­ро­стей ве­ду­ще­го ко­ле­са ($ω_А$) к ве­до­мо­му $(ω_В):\; i_{АВ} = ω_А/ω_В$.

При ра­бо­те зуб­ча­тые ко­лё­са, со­вер­шаю­щие вра­щат. дви­же­ние, на­хо­дят­ся в зуб­ча­том за­це­п­ле­нии, осн. ки­не­ма­тич. ха­рак­те­ри­сти­кой ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся не­пре­рыв­ный кон­такт зубь­ев ко­лёс при по­сто­ян­ном пе­ре­да­точ­ном чис­ле. Ча­ст­ный слу­чай З. п. – зуб­ча­то-ре­еч­ная, зуб­ча­то-вин­то­вые (вин­то­вые, ги­по­ид­ные, чер­вяч­ные) пе­ре­да­чи.

Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние в при­во­дах ма­шин по­лу­чи­ли З. п., на­зы­вае­мые ре­дук­то­ра­ми, – зуб­ча­тые ме­ха­низ­мы, по­ни­жаю­щие ли­бо по­вы­шаю­щие ско­рость вра­ще­ния. По чис­лу пар сце­п­ляю­щих­ся зуб­ча­тых ко­лёс вы­де­ля­ют З. п. од­но­сту­пен­ча­тые, двух­сту­пен­ча­тые и трёх­сту­пен­ча­тые. К ре­дук­то­рам от­но­сят­ся ко­роб­ки ско­ро­стей ав­то­мо­би­лей, трак­то­ров и др. транс­порт­ных ма­шин, ко­то­рые по­зво­ля­ют по­лу­чать разл. ско­рость и ве­ли­чи­ну вра­щаю­ще­го мо­мен­та на вы­ход­ном ва­лу при по­сто­ян­ной ско­ро­сти ва­ла при­вод­но­го дви­га­те­ля; ко­роб­ки по­дач ме­тал­ло­ре­жу­щих стан­ков и др.

Раз­ли­ча­ют З. п. внеш­не­го за­це­п­ле­ния, у ко­то­рых зу­бья рас­по­ла­га­ют­ся по внеш­ней по­верх­но­сти зуб­ча­то­го ко­ле­са, и внутр. за­це­п­ле­ния, ко­гда на од­ном из ко­лёс зу­бья на­ре­за­ны по внутр. по­верх­ности. Ча­ще все­го при­ме­ня­ют­ся ко­лё­са с зубь­я­ми, имею­щи­ми про­филь эволь­вен­ты ок­руж­но­сти (т. н. эволь­вент­ное за­цеп­ле­ние), на­ре­зае­мы­ми по по­верх­но­сти кру­го­во­го ци­лин­д­ра (ци­лин­д­рич. пря­мо­зу­бые ко­лё­са), ко­то­рые па­рал­лель­ны оси ко­ле­са; ко­со­зу­бые – с зубь­я­ми, рас­по­ло­жен­ны­ми по вин­то­вой ли­нии на ци­лин­д­рич. по­верх­но­сти под уг­лом к оси ко­ле­са. Ци­лин­д­рич. З. п. слу­жат для пе­ре­да­чи вра­ще­ния ме­ж­ду па­рал­лель­ны­ми ося­ми, ко­ни­че­ские – ме­ж­ду пе­ре­се­каю­щи­ми­ся ося­ми. З. п. с шев­рон­ны­ми ко­лё­са­ми (зу­бья на ко­ле­се рас­по­ло­же­ны под уг­лом по вин­то­вой ли­нии в раз­ных на­прав­ле­ни­ях, на­встре­чу друг дру­гу) ус­та­нав­ли­ва­ют на тя­жё­лых транс­порт­ных ма­ши­нах для пе­ре­да­чи боль­ших мощ­но­стей. В осо­бо точ­ных ме­ха­низ­мах, оси ва­лов ко­то­рых пе­ре­кре­щи­ва­ют­ся под разл. уг­ла­ми (напр., в при­бо­рах), обыч­но при­ме­ня­ют пе­ре­да­чи с вин­то­вы­ми, ко­нич. и ги­пер­бо­ло­ид­ны­ми ко­лё­са­ми, с кру­го­вы­ми зубь­я­ми и др. Для пре­об­ра­зо­ва­ния вра­щат. дви­же­ния в по­сту­па­тель­ное и на­обо­рот вме­сто од­но­го из ци­лин­д­рич. зуб­ча­тых ко­лёс в пе­ре­да­чах ис­поль­зу­ет­ся рей­ка, на од­ной сто­ро­не ко­то­рой на­ре­за­ны зу­бья, т. о. по­лу­ча­ет­ся зуб­ча­то-ре­еч­ная пе­ре­да­ча. Для уве­ли­че­ния пе­ре­да­точ­но­го от­но­ше­ния при­ме­ня­ют мно­го­сту­пен­ча­тые З. п., об­щее пе­ре­да­точ­ное от­но­ше­ние ко­то­рых рав­но про­из­ве­де­нию пе­ре­да­точ­ных от­но­ше­ний отд. сту­пе­ней.

Раз­но­вид­но­стью З. п. яв­ля­ют­ся пла­не­тар­ные пе­ре­да­чи, ко­то­рые ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ре­вер­сив­ных ме­ха­низ­мах, на транс­порт­ных, по­гру­зоч­ных и др. ма­ши­нах, а так­же пе­ре­да­чи с диф­фе­рен­ци­аль­ным ме­ха­низ­мом (напр., в при­во­дах стан­ков). В ре­дук­то­рах с боль­шим пе­ре­да­точ­ным от­но­ше­ни­ем ис­поль­зу­ет­ся вол­но­вая пе­ре­да­ча (раз­но­вид­ность пла­не­тар­ной). К это­му ви­ду пе­ре­дач ино­гда от­но­сят це­воч­ные ме­ха­низ­мы, в ко­то­рых зу­бья од­но­го из ко­лёс за­ме­не­ны ци­лин­д­рич. вы­сту­па­ми (цев­ка­ми); та­кие пе­ре­да­чи ис­поль­зу­ют, напр., в ча­со­вых ме­ха­низ­мах и др. при­бо­рах, т. к. при дос­та­точ­ной кон­ст­рук­тив­ной ком­пакт­но­сти они об­ла­да­ют от­но­си­тель­но вы­со­ким кпд (ок. 0,75).

Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны зуб­ча­тые ко­лё­са с эволь­вент­ным за­це­п­ле­ни­ем, т. к. они срав­ни­тель­но про­сты в из­го­тов­ле­нии, об­ла­да­ют хо­ро­ши­ми экс­плуа­тац. ка­че­ст­ва­ми и со­хра­ня­ют по­сто­ян­ст­во пе­ре­да­точ­но­го от­но­ше­ния при не­ко­то­ром из­ме­не­нии меж­осе­во­го рас­стоя­ния. Од­на­ко наи­бо­лее вы­со­кие на­груз­ки вы­дер­жи­ва­ет кру­го­вин­то­вое за­це­п­ле­ние Но­ви­ко­ва, с ко­сы­ми зубь­я­ми, про­фи­ли ко­то­рых очер­чи­ва­ют­ся ду­га­ми ок­руж­но­стей. Вы­пук­лые зу­бья од­но­го зуб­ча­то­го ко­леса вхо­дят в за­це­п­ле­ние с во­гну­ты­ми зубь­я­ми др. ко­ле­са, что уве­ли­чи­ва­ет пло­щадь их кон­так­та и умень­ша­ет кон­такт­ные на­пря­же­ния.

По срав­не­нию с др. ви­да­ми пе­ре­да­точ­ных ме­ха­низ­мов (цеп­ных, ре­мён­ных, фрик­ци­он­ных и др.) З. п. об­ла­да­ют ря­дом пре­иму­ществ: ком­пакт­но­стью, воз­мож­но­стью пе­ре­да­чи боль­шой мощ­но­сти, от­но­си­тель­но вы­со­ким кпд, дол­го­веч­ностью. При со­блю­де­нии стан­дарт­ных зна­че­ний мо­ду­ля за­це­п­ле­ния (от­но­ше­ние ша­га зубь­ев к их чис­лу) и при ис­поль­зо­ва­нии на зу­бо­об­ра­ба­ты­ваю­щем стан­ке для на­ре­за­ния зубь­ев ин­ст­ру­мен­та со стан­дарт­ным про­фи­лем З. п. со­от­вет­ст­ву­ет тре­бо­ва­ни­ям взаи­мо­за­ме­няе­мо­сти.