Юный техник 1979-09, страница 53

Детали машин и моделей

ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Сегодняшнюю беседу мы посвящаем знакомству с элементарными понятиями о зубчатых передачах.

Мы не знаем ни времени изобретения, ни имени гениального создателя первой зубчатой передачи. Рукописи античного периода поведали нам, что в IV—II веках до нашей эры такие передачи уже существовали. Например, греческий механик Ктесибий использовал их при сооружении водяных часов, а выдающийся инженер Герои Александрийский, систематизируя основные достижения древности в области прикладной механики, подробно рассмотрел грузоподъемное устройство, включающее в себя червячную передачу и четыре пары цилиндрических зубчатых колес (рис. 1).

Но те примитивные передачи с зубьями в форме треугольников были очень далеки от совершенства. Они не обеспечивали плавного вращения колес, обладали огромными потерями на трение, быстро изнашивались. Со временем люди поняли, что секрет успеха зубчатых передач следует искать в совершенствовании профиля зуба, в выработке для него какой-то принципиально новой формы.

Первые эскизы зубчатых колес, форма зуба которых напоминает современную, набросал великий итальянский художник и инженер Леонардо да Винчи. Изысканиями оптимального профиля зуба, дающего хорошее во всех отношениях зацепление, занимались многие

ученые, инженеры и механики-умельцы. Однако широкое применение зубчатых передач в машиностроении стало возможным лишь во второй половине XIX века — с появлением фрезерных, а затем и зуборезных станков.

Исходный контур цилиндрических зубчатых колес показан на рисунке 2 в виде зубчатой рейки, но, располагаясь по окружности, он претерпевает существенные изменения. Теория и практика показали, что наиболее удачным бу-

Рис. 1. Грузоподъемный механизм. опубликованный Героном Александрийским во II — I веие до н. э.

дет профиль зуба, построенный по эвольвенте. Слово «эвольвента» произошло от латинского evolvens (evolventls) — «развертывающий», и обозначает оно плоскую математическую кривую, являющуюся разверткой другой плоской кривой, называемой эволютой. Чтобы не заблудиться в дебрях математического анализа (всему свое время), мы упростим задачу и, пользуясь конкретным

Рис. 2. Исходный контур зубчатых колес эвольвеитного зацепления по ГОСТУ 13755—68: t — шаг зацепления; ш — модуль зацепления; с — радиальный зазор = 0,25 т; Г{ — радиус закругления = 0,4 т; а₃ — угол профиля; h₃ — глубина захода зубьев.

50