По рабочей поверхности зуба

И распределение нагрузки

При вращении колес (см.рис.6.3) линия контакта зубьев перемещается в поле зацепления (рис.6.7), у которого одна сторона равна длине активной линии зацепления g_a, а другая – рабочей ширине зубчатого венца b_w. Рассмотрим сначала прямозубую передачу – рис.6.3,а.

Пусть линия контакта 1 первой пары зубьев находится в начале поля зацепления, тогда при р_b < g_a в поле зацепления будет находиться еще и линия контакта 2 второй пары зубьев. При вращении колес линии 1 и 2 перемещаются в направлении, указанном стрелкой. Когда вторая пара придет на границу поля 2’, первая пара займет положение 1’. При дальнейшем движении на участке 1’ – 2 будет зацепляться только одна пара зубьев.

Однопарное зацепление продолжается до тех пор, пока пара 1 не займет положение 2. В этот момент в зацепление вступит следующая пара зубьев и снова начнется двухпарное зацепление. Переходя от поля зацепления к поверхности зуба (рис.6.7,б), можно отметить, что зона однопарного зацепления 1’ – 2 располагается посередине

Рис.6.7

зуба или в районе полюса зацепления (см.также рис.6.3).

В зоне однопарного зацепления зуб передает полную нагрузку F_n, а в зонах двухпарного зацепления (1 – 1’ и 2 – 2’) только половину нагрузки. Величина зоны однопарного зацепления зависит от величины торцевого коэффициента перекрытия

e_a = g_a / p_b.

По условиям непрерывности зацепления и плавности хода передачи должно быть

e_a > 1.

В отличие от прямых косые зубья входят в зацепление не сразу по всей своей длине, а постепенно. Зацепление здесь распространяется в направлении от точек 1 к точкам 2 (см.рис.6.5). Расположение контактных линий в поле косозубого зацепления изображено на рис.6.8 (ср.рис.6.7 – прямозубое зацепление). При вращении колес линии контакта перемещаются в поле зацепления в направлении, показанном стрелкой.

В рассматриваемый момент времени в зацеплении находятся три пары зубьев 1, 2 и 3. При этом пара 2 зацепляется по всей длине зубьев, а пара 1 и 3 лишь частично. В следующий момент времени пара 1 вышла из зацепления и находится в положении 1’. Однако в зацеплении еще остались две пары 2 и 3. В отличие от прямозубого косозубое зацепление не имеет зоны однопарного зацепления. В прямозубом зацеплении нагрузка с двух зубьев на один или с одного на два передается мгновенно. Это явление сопровождается ударами и шумом. В косозубых передачах зубья нагружаются постепенно по мере захода их в поле зацепления, а в зацеплении всегда находится минимум две пары.

Плавность косозубого зацепления значительно понижает шум и дополнительные динамические нагрузки.

Рис.6.8

В косозубом зацеплении нагрузка между зубьями распределяется пропорционально длинам контактных линий 1, 2, 3 (см.рис.6.8). Очевидно, что удельная нагрузка на зубья уменьшается с увеличением суммарной длины контактных линий LS. С помощью рис.6.8 нетрудно установить, что при ea, равном целому числу, и LS не изменяется при движении, так как уменьшению линии 1 всегда соответствует равное приращение линии 3.

Во избежании больших осевых сил в зацеплении (см.ниже) рекомендуют принимать b = 8 ¸ 20⁰. Для шевронных колес допускают b до 30⁰ и даже до 40⁰.

На боковой поверхности косого зуба линия контакта располагается под некоторым углом l (рис.6.9,а). Угол l увеличивается с увеличением b.

Рис.6.9

При движении зуба в плоскости зацепления линия контакта перемещается в направлении от 1 к 3 (рис.6.9,б). При этом опасным для прочности может оказаться положение 1, в котором у зуба отламывается угол. Трещина усталости образуется у корня зуба в месте концентрации напряжений и затем распространяется под некоторым углом m. Вероятность косого излома отражается на прочности зубьев по напряжениям изгиба, а концентрация нагрузки g – на прочности по контактным напряжениям.

Дата добавления: 2014-01-20