Евольвентне зачеплення

Взаємодія евольвентних профілів зубів при роботі зубчастої передачі

Евольвентне зачеплення (англ. Involute gear) - зубчасте зачеплення, в якому профілі зубів виконані по евольвенті кола, що дозволяє передавати рух з постійним передавальним відношенням.

Роль евольвентного профілю

Для забезпечення сталості передавального відношення необхідно щоб зуби коліс були виконані по кривій, у якої спільна нормаль, що проведена через точку дотику профілів зубів, завжди проходить через одну і ту ж точку на лінії, що сполучає центри зубчастих коліс, що зветься полюсом зачеплення.

Першим як профілі спряжених зубів використовувати евольвенту запропонував Л.Ейлер.

Слід відзначити, що крім евольвентного зачеплення, що відповідає згаданій вимозі, існує циклоїдне і колове зачеплення (зачеплення Новікова).

Евольвентний профіль будується кінцем відрізка прямої, яка перекочується по колу, тобто вона є дотичною до кола і одночасно нормаллю до профілю евольвенти у відповідній точці. Точки дотику прямої до кола є центрами кривин евольвенти в даній точці. Отже, коло є геометричним місцем центрів кривизни, тобто еволютою евольвенти.

Стандартизація евольвентного зачеплення

З метою забезпечення взаємозамінності низка геометричних параметрів евольвентного зачеплення стандартизована. Відповідно до нормативної документації зубчасті колеса обирають за числом зубів $z$ і модулем $m$, прийнявши сталими наступні параметри (за ГОСТ 13755-81):

• висота голівки зуба $h_{a}={h_{a}^{*}}\cdot m$;
• глибина впадин $h_{f}=({{h_{a}}^{*}}+c^{*})\cdot m$;
• підрізання відсутнє, тобто $x_{1}=x_{2}=0$ або кут зачеплення $\alpha$ дорівнює основному куту зачеплення ${\alpha }_{w}$;
• кут зачеплення ${\alpha }=20$ °;
• коефіцієнт висоти голівки зуба ${h_{a}^{*}}=1.0$;
• коефіцієнт радіального зазору $c^{*}=0.25$.

У США замість модуля використовується пітч $p=25.4\cdot m$, виходячи з дюймової системи мір довжин (1 дюйм=25.4 мм).

Посилання

• Fine Involute Gear Profile Generator 2 (програма-генератор на мові Python)
• FreeCAD: How to make gear with Involute Gear tool (посібник з FreeCAD)
• PartDesign InvoluteGear (довідник з FreeCAD)
• FCGear InvoluteGear (довідник з FreeCAD)
• Free Gear Generator - Design & Create Spur Gears – Evolvent Design (онлайн генератор з експортом DXF/SVG)
• CGTK - Gear Calculator / Generator (онлайн генератор з експортом DXF/SVG)
• Ondrives Gear Tooth Calculator (онлайн генератор з експортом в PDF)