Косозубая цилиндрическая передача

Боковую поверхность зуба косозубого колеса можно представить как линейчатую поверхность, описываемую прямой АВ (рис.5.9), лежащей в плоскости Q под углом b_в к образующей основного цилиндра, по которому без скольжения перекатывается эта плоскость. Угол b_в называется углом наклона линии зуба на основном цилиндре.

 

Рис. 5.9. Образование боковой поверхности зуба косозубого колеса.

 

В любом торцовом сечении этой поверхности получаем эвольвенту, а в сечении соосной цилиндрической поверхностью - винтовую линию.

Преимущества косозубой передачи в сравнении с прямозубой:

1. Бóльшая нагрузочная способность (за счет большей суммарной длины контактных линий).

2. Меньшие габариты, благодаря меньшей подверженности подрезания зубьев.

3. Бóльшая плавность и бесшумность работы, обусловленная последовательным входом в зацепление каждой пары зубьев.

4. Более равномерный износ.

Недостатком косозубой передачи является наличие осевой силы F_a (рис.5.10), которая дополнительно нагружает опоры, увеличивая их размеры, массу и стоимость.

 

 

 

	Рис. 5.10. Силы, действующие на зуб косозубого колеса.

 

Основные размеры косозубых колес

В отличие от прямозубых, у косозубых колес различают два модуля - окружной m_t и нормальный m, которым соотвтетствуют окружной p_t и нормальный p_n шаги (рис.5.11).

 

Рис. 5.11. Окружной p_t и нормальный p_n шаги косозубого колеса

на развертке делительного цилиндра

 

Окружной шаг p_t (как и для прямозубых колес) - это расстояние между одноименными профилями двух соседних зубьев, измеренное по дуге окружности.

Нормальный шаг p_n - это кратчайшее расстояние по соосной цилиндрической поверхности между эквидистантными (равноотстоящими) одноименными линиями соседних зубьев.

Модули связаны между собой соотношением:

,

где b - угол наклона линии зуба на делительном цилиндре.

Для возможности нарезания косозубых колес стандартным режущим инструментом стандартизирован нормальный модуль.

Диаметр делительной окружности косозубого колеса рассчитывается, как

d = m_t z = .

Межосевое расстояние передачи без смещения

a = r₁ + r₂ = .

Высота головки зуба

h_a = h_a*m.

Высота ножки зуба

h_f = (h_a* +c*)m,

где, как и для прямозубых колес с нормальной высотой зуба, стандартные значения коэффициентов составляют

h_a* = 1 c * = 0,25

Диаметр окружности впадин

d_f = d - 2h_f.

Диаметр окружности вершин

d_a = d +2h_a.

Коэффициент перекрытия косозубой передачи

В отличие от прямозубых в косозубых передачах зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. Полный угол перекрытия в такой передаче складывается из двух слагаемых – угла торцового перекрытия и угла осевого перекрытия :

.

Углом торцового перекрытия (как и для прямозубых колес) называется угол, на который поворачивается колесо от момента входа в зацепление торцового профиля зуба до выхода из зацепления этого профиля. После выхода из зацепления нижнего торца контакт зубьев не прерывается, а перемещается к верхнему торцу.

Углом осевого перекрытия называется угол, на который поворачивается колесо от момента выхода из зацепления торцового профиля зуба до выхода из зацепления зуба в целом.

 

Коэффициент перекрытия косозубой передачи

,

где - коэффициент торцового перекрытия, определяемый, как и для прямозубой передачи по формуле

,

- коэффициент осевого перекрытия

.

где в – ширина зубчатого венца.

На практике встречаются косозубые передачи с коэффициентом перекрытия 8…10.

Выбор угла наклона зуба

При выборе угла наклона линии зуба можно руководствоваться следующими рекомендациями:

1. При нежелательности возникновения больших осевых усилий b = 7°...10°.

2. В особо быстроходных передачах для уменьшения шума угол b увеличивается до 30°...35°.

3. В тяжело нагруженных передачах угол b выбирают из условия

= целое число (1;2;3...).

В этом случае суммарная длина контактных линий максимальна и постоянна.

4. В шевронных передачах угол b может быть увеличен до 40-45°.