Цилиндрические зубчатые колеса.

Зубчатые колеса для параллельных валов называют цилиндрическими. Одно из двух входящих в зацепление зубчатых колес – передающее движение – является ведущим, другое – ведомым.

Виды цилиндрических зубчатых колес.

Зубчатые колеса, зубья которых параллельны оси колеса, называются прямозубыми. Недостатком прямозубых передач является то, что зуб входит и выхо­дит из зацепления всей своей длиной.

Для увеличения контактной длины и числа зубьев, находящихся в зацеплении (что необходимо для передачи большего момента и более плавной работы на повышенных частотах вращения), применяют косозубые зубчатые колеса.

Пре­имущества косозубых зубчатых колес по сравнению с прямозубыми: лучшая прирабатываемость зубьев, меньший шум и динамические нагрузки, большая несущая способность. Недостатком косозубых колес является осевое усилие, возникающее в контакте зацепленных зубьев. Для его устранения применяются шевронные зубчатые колеса с V-образными (угловыми) косыми зубьями.

(На практике: Прямозубые зубчатые передачи: Основная теорема зацепления; основные параметры – эвольвента, основная, делительная окружность, линия зацепления; влияние угла зацепления, числа зубьев и высоты головки зуба на работу передач; исходный контур на зубчатый профиль – рейка; коррегирование; степени точности зубчатых колес; инструменты, для нарезания колес с различной степенью точности).

Геометрические параметры косозубых зубчатых колес.

У косозубых колес зубья располага­ются не по образующей делительного цилиндра (как у прямозубых), а составляют с ней некоторый угол β (рис.). Оси колес при этом остаются параллельными. Для нарезания косых зубьев используют инструмент такого же исходного контура, как и для нарезания прямых. Поэтому профиль косого зуба в нор мальном сечении n—n совпадает с профилем прямого зуба. Мо­дуль в этом сечении должен быть также стандартным (см. табл.). В торцовом сечении t — t параметры косого зуба изменяются в зави­симости от угла β:

- окружной шаг p_t = p_n/cosβ,

- окружной модуль m_t = m_n/cosβ, (стандартным является нормальный модуль),

- делительный диаметр d= m_t z = m_n z /cosβ.

Индексы n и t приписывают параметрам в нормальном и торцовом сечениях соответственно.

Для косозубых колёс аналогичны все формулы по коррегированию, что и для прямозубых.

Межосевое расстояние пары косозубых колес

Эквивалентные колеса.

Расчет косозубых колёс обычно сводится к расчету прямозубых, которые заменяются соответствующим эквивалентным колесом.

Рассечем косозубое колесо нормальной плоскостью, в сечении получим эллипс.

Из математики – радиус кривизны эллипса по малой оси

,

Следовательно, диаметр эквивалентного колеса d_э будет равен:

.

Число зубьев эквивалентного колеса z_э:

.

По значениям z_э по таблицам находят коэффициент y_f, учитывающий форму зуба. y_f используется при проверке зубьев на выносливость при изгибе.

Увеличение эквивалентных параметров (d_э и z_э) с увеличением угла β является одной из причин повышения прочности косюзубых передач. Вследствие наклона зубьев получается колесо как бы больших разме­ров или при той же нагрузке уменьшаются габариты передачи.

В отличие от прямых - косые зубья вхо­дят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. В прямозубом же зацеплении на­грузка с двух зубьев на один или с одного на два передаются мгновенно. Это явление сопровождается ударами и шумом. В косозубых передачах зубья нагружаются постепенно по мере захода их в поле зацепления и в зацеплении всегда находится минимум две пары. Плавность косо­зубого зацепления значительно понижает шум и дополнительные ди­намические нагрузки.

Данное преимущество косозубого зацепления особенно значительно в быстроходных передачах, так как динамические нагрузки возрастают пропорционально квадрату скорости.

Усилия зацепления:

а) Прямозубые передачи.

Усилия выражают через окружную силу ;

- нормальная сила, действующая по линии зацепления;

-радиальная сила;

- нормальная сила.

б) Косозубые передачи.

Рассечем косозубое колесо нормальной плоскостью n-n. В сечении получим зуб прямозубого эквивалентного колеса.

Окружная сила ;

Осевая сила .

С увеличением β резко увеличивается осевая сила, что неблагоприятно действует на подшипники качения. Поэтому в косозубых передачах для уменьшения нагрузки на подшипники принимают:

β=8⁰, 10⁰ …20⁰.

В шевронных передачах β=250, 300,400, т.к. осевые силы взаимно уничтожаются.

Радиальная сила:

---

Дата добавления: 2015-08-09