Зубчатые передачи. Силы зацепления косозубой зубчатой передачи. Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач


Зубчатые передачи называются трехзвенным механизмом, в котором 2 подвижных звена являются зубчатыми колесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или поступательную пару.

Зубчатая передача состоит из 2 колес или колеса и рейки с зубьями, посредством которых они сцепляются между собой. Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, с большим – колесом.

По форме колеса зубчатые передачи: цилиндрические, конические. эллиптические, фигурные зубчатые колеса, колеса с неполным числом зубьев.

По форме и расположению зубьев: прямые, косые, шевронные, круговые.

В зависимости от относительного расположения зубчатых колес передачи могут быть с внешним или внутренним зацеплением.

 

Силы зацепления:

Окружная: Ft=2T/d

Радиальная: Fr=Fttga/cosb

Осевая: Fa=Fttgb

 

 

Закрытые зубчатые передачи рассчитывают на выносливость по контактным напряжениям во избежание усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Затем выполняют проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям изгиба для предотвращения усталостного разрушения зубьев.

Открытые зубчатые передачи рассчитывают на выносливость по напряжениям изгиба с учетом износа зубьев в процессе эксплуатации. В этом случае нет необходимости проверять выносливость поверхностей зубьев по контактным напряжениям, т к абразивный износ поверхностей зубьев предотвращает выкрашивание их от переменных контактных напряжений.

Зубчатые передачи, работающие с большими кратковременными (пиковыми) перегрузками, необходимо проверять на отсутствие опасности хрупкого разрушения или пластических деформаций рабочих поверхностей зубьев от контактных напряжений, а также на отсутствие хрупкого излома или пластических деформаций при изгибе. Это относится как к закрытым, так и к открытым передачам.


 

Расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость. Приведенный радиус кривизны и расчетные контактные напряжения в полюсе зацепления.

σН0 – контактное напряжение в полюсе зацепления:σН0=ZEZHZε

ZE – коэф-т,учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес

ZH – коэф-т, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления: ZH=

at - делительный угол профиля в торцевом сечении: tgat=tga/cosb

bt - основной угол наклона для косозубой передачи: sinbt =sinb cosa

Zε – коэф-т. учитывающий суммарную длину контактных линий. Зависит от осевого коэф-та перекрытия εb

Ft – окружная сила, u – передаточное отношение, d – диаметр колеса, b – ширина колеса.

Приведенный радиус кривизны цилиндров: rпр=r1 r2/r1 +r2 , где r1 r2 – радиусы цилиндров.

Радиус кривизны профиля зуба в полюсе зацепления: r=1/2 dw sin atw (для прямозубых колес)


Расчетные контактные напряжения в полюсе зацепления. Формула для расчета активных поверхностей зубьев на контактную выносливость

Расчетное контактное напряжение: σН= σН0√КН



Где σН0 – контактное напряжение в полюсе зацепления:σН0=ZEZHZε

ZE – коэф-т,учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес

ZH – коэф-т, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления: ZH=

at - делительный угол профиля в торцевом сечении: tgat=tga/cosb

bt - основной угол наклона для косозубой передачи: sinbt =sinb cosa

Zε – коэф-т. учитывающий суммарную длину контактных линий. Зависит от осевого коэф-та перекрытия εb

Ft – окружная сила, u – передаточное отношение, d – диаметр колеса, b – ширина колеса.

КН – коэф-т нагрузки:КНAКHVКHbКHa

Где КA – коэф-т, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку

КHV – коэф-т, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до зоны резонанса: КHV=1+(ωHV b/Ft КA)

ωHV – окружная динамическая сила: ωHV=dН g0 V

dН – коэф-т, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головок зубьев

g0 – коэф-т, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев, шестерни и колеса

V – скорость в зацеплении

КHb - коэф-т неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий

КHa - коэф-т, учитывающий распределение нагрузки между зубьями


 









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь