Эвольвентное зацепление

Эвольвентное зацепление

В эвольвентном зацеплении профиль зуба очерчен кривой, называемой эвольвентой.

A - эпициклоида; B - гипоциклоида; C - эвольвента

Эвольвента (развертка круга) образуется качением без скольжения прямой линии R по основной окружности Q (рис., C). При качении точка А, принадлежащая прямой линии, опишет дугу эвольвенты ОхА.

Verzahnung-Evolvente_Zykloidale_Uhren

В циклоидальном зацеплении головка зуба очерчивается кривой, называемой эпициклоидой, а ножка зуба — кривой, называемой гипоциклоидой.

Эвольвентное и циклоидальное зацепления имеют свои преимущества и недостатки. При изменении межцентрового расстояния зубчатой пары с эвольвентным профилем зацепление заметно не ухудшается, при циклоидальном зацеплении такое изменение увеличивает трение. Колёса с эвольвентным профилем зуба имеют более прочную ножку, чем колёса с циклоидальным профилем при одном и том же шаге, При работе зубчатых колес трение в месте зацепления зубьев с циклоидальным профилем меньше, чем с эвольвентным, а следовательно, и износ зубьев в первом случае меньше. При небольшом количестве зубьев трибов с эвольвентным профилем впадину приходится делать более широкой, что ослабляет зуб триба. Циклоидальное зацепление позволяет нарезать трибы с небольшим числом зубьев и получать большие передаточные числа.

В часовых механизмах применяется коррегированное циклоидальное зацепление, которое называется часовым зацеплением. Применение в часах особого зацепления обусловлено большими передаточными числами и малыми габаритами механизмов. Так, например, в наручных часах трибы имеют от 6 до 12 зубьев.

В таком зацеплении головки зубьев колес и трибов очерчиваются не дугами эпициклоид, а дугами окружностей, близкими к эпициклоидам. Ножки зубьев образуются прямой линией, направленной к центру окружности, являющейся частным случаем гипоциклоиды. Часовое зацепление лучше всего удовлетворяет требованиям работы основной колесной системы часового механизма. Применение такого зацепления позволяет не толькозначительно снизить частоту вращения при небольшом количестве пар колёс и трибов, но и обеспечивает малое трение в зубьях, а следовательно, большой срок службы без существенного износа; плавность работы передачи даёт возможность получения трибов с малым числом зубьев и колес с большим числом зубьев.

Профиль зуба в часовом зацеплении при одной и той же толщине может иметь различные очертания: со скругленным зубом, с полуострым зубом, с острым зубом. Последний очень близок к эпициклоиде. Колёса со скруглённым профилем применяются редко: только в дешёвых часовых механизмах.

Наиболее распространён в часовых механизмах профиль зуба полуострой формы.

Чтобы снизить входящее трение, надо уменьшить высоту головки зуба триба. Характерным для работы часового зацепления является то, что одновременно работает только одна пара зубьев. В процессе работы зубчатой пары передаточное число часового зацепления не остается постоянным: в начале зацепления оно больше, чем в конце зацепления.