Назначение зубчатых передач и требование к ним
Зубчатые механизмы служат для передачи непрерывного вращательного движения и крутящих моментов, а также для изменения скорости вращения. Зубчатые передачи осуществляют передачу вращательного движения между валами с любым заданным отношением угловых скоростей: как с постоянным, так и с переменным.
В современном машиностроении наибольшее распространение получили зубчатые колеса, профили которых очерчены по эвольвенте круга. Такие зубчатые колеса называются эвольвентными.
Широкое распространение эвольвентных зубчатых колес объясняется их преимуществами перед колесами иных профилей.
Методом обкатки, пользуясь стандартным инструментом, можно получить колеса, нарезанные со смещением режущего инструмента и без смещения. Это является одним из важных преимуществ изготовления эвольвентных зубчатых колес.
Колеса, изготовленные без смещения режущего инструмента, могут работать с любым эвольвентным колесом, также изготовленным без смещения инструмента, того же модуля независимо от его числа зубьев. Поэтому эвольвентные колеса широко применяются в сменных передачах.
Зубчатая передача должна обеспечивать плавную и безударную работу с минимальным износом зубьев колес. Для этого необходимо, чтобы зубья колес были неподрезанными и незаостренными, передача свободной от заклинивания; коэффициент перекрытия 
; передача обеспечивала определенное удельное скольжение ν, оценивающее интенсивность износа зубьев.
Коэффициенты 
и ν называются качественными показателями передачи. Они определяются геометрическими параметрами передачи, которые, в свою очередь, зависят от коэффициентов смещений X 1 и X 2. Следовательно, варьируя коэффициенты смещений, можно влиять на качественные показатели передачи (табл. 7.2–7.5).
Эвольвента и ее свойства
Эвольвентной окружностью называется кривая, описываемая какой-либо точкой прямой, катящейся без скольжения по этой окружности. Катящаяся прямая называется производящей прямой, а окружность, по которой она обкатывается, – эволютой, или основной окружностью.
Пусть дана основная окружность радиусом rb и некоторая точка Р вне ее. Необходимо построить эвольвенту, проходящую через эту точку (рис. 7.1). Через точку Р проводим касательную к основной окружности, и расстояние между точкой Р и точкой касания делим на несколько равных частей (например шесть). Длину малого отрезка, получившегося в результате деления, обозначим через b. Затем вправо от точки касания по основной окружности откладываем 6 дуг длиной b. Полученные таким путем точки нумеруем по порядку (последнюю точку обозначим Р, а точку касания – 6). Через промежуточные точки по окружности (1, 2, 3, 4 и 5) проводим касательные, на каждой из этих касательных откладываем столько отрезков b, сколько обозначает цифра точки касания данной касательной на основной окружности.
Рис. 7.1. Образование эвольвентного профиля зуба
Точки 1 ', 2 ', 3 ', 4 ' и т.д., а также нулевую точку и точку Р соединяем плавной кривой. Последняя и будет искомой эвольвентой. Если требуется продлить эвольвенту дальше за точку Р, то нужно уже влево от точки 6 сделать седьмую, восьмую и т.д. засечки, провести еще ряд касательных и отложить на них соответствующее число отрезков b. Таким путем можно получить эвольвенту различной длины. Однако для получения профиля зуба берется определенный ограниченный участок эвольвенты.
Эвольвенты, описываемые различными точками А, В и Р производящей прямой NN, эквидистантны. Сама производящая прямая в каждом положении является нормалью к эвольвенте. Таким образом, нормаль к эвольвенте в любой ее точке – это одновременно касательная к основной окружности. Основная окружность является геометрическим местом центров кривизны эвольвенты, описываемой какой-либо точкой производящей прямой. На рис. 7.1 точки 1, 2, 3 и т.д. – это центры кривизны эвольвенты, а отрезки 1 – 1', 2 – 2' и т.д. – радиусы ее кривизны.