8.4.1. Эвольвентное зацепление

Первым четырем требованиям, предъявляемым к зубчатым передачам (см. подразд.8.3), наиболее полно удовлетворяет эвольвента окружности. Эвольвента окружности представляет собой кривую, описываемую любой точкой производящей прямой n-n при ее перекатывании без скольжения по основной окружности радиуса  (рис. 8.4).

Линия зацепления – геометрическое место точек контакта профилей зубьев при обкате. Линия зацепления для рассматриваемого случая представляет собой прямую линию, что обеспечивает эвольвентному зацеплению существенные преимущества перед другими видами зацепления. Линия зацепления является нормальной к рабочим профилям зубьев в текущей точке контакта. По ней направлена сила в зацеплении. При перекатывании зубьев угол зацепления () остается неизменным, не меняется положение линии зацепления, а, следовательно, нагрузки на валы и опоры остаются постоянными. Данный факт является существенным преимуществом эвольвентного зацепления по сравнению с циклоидальным зацеплением.

Линия зацепления является касательной к основным окружностям с радиусами  и . Различают теоретическую () и активную линии зацепления. Активная линия зацепления представляет собой фактическое геометрическое место точек контакта профилей зубьев. Она получается пересечением линии зацепления с окружностями вершин зубьев шестерни и колеса.


В крайних точках активной линии зацепления происходит вход и выход из зацепления данной пары зубьев.

Рис. 8.4. Эвольвентное зацепление

Начальные окружности – это окружности, которые перекатываются друг по другу без скольжения. Контакт начальных окружностей происходит в полюсе зацепления (P), положение которого на линии центров определяется передаточным отношением.

Между радиусами  и  основных и начальных окружностей существует следующая зависимость:

;    ,

тогда

.

Таким образом, передаточное отношение не зависит от угла зацепления (), а зависит только от радиусов основных окружностей. Поэтому, при изменении межосевого расстояния , изменяются угол зацепления и радиусы начальных окружностей, радиусы основных окружностей остаются неизменными, следовательно:

.

Данное свойство эвольвентного зацепления позволяет нарезать зубчатые колеса со смещением, т.е. проводить модификацию рабочих профилей зубьев, которая обеспечивает улучшение качественных показателей передачи:

· повышение изгибной и контактной прочности;

· уменьшение износа и повышение стойкости к заеданию;

· повышение плавности работы передачи.