Вопрос 23. Зубчатые передачи с цилиндрическими колёсами. Силы в зацеплении. Виды повреждений и критерии работоспособности. Расчетная нагрузка

Силы в зацеплении.

Силы, действующие в зацеплении, принято прикладывать в полюсе зацепления. Со стороны шестерни на колесо действует крутящий момент , действие которого можно заменить силой .

‑ нормальная сила, направленная по линии зацепления как общей нормали к рабочим поверхностям зубьев. При этом силу переносят в полюс и раскладывают на окружную и радиальную . Такое разложение удобно при расчете валов и опор. По заданным и d определяют:

и через нее выражают все другие составляющие:

, .

Виды повреждений и критерии работоспособности

При передаче крутящего момента в зацеплении кроме нормальной силы действует сила трения , связанная со скольжением. Под действием этих сил зуб находится в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают два основных напряжения: контактные напряжения и напряжения изгиба .

Эти напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломка зубьев и выкрашивание поверхности.

Поломка связана с напряжениями изгиба.

Различают два вида поломки зубьев:

- поломка от больших перегрузок ударного или даже статического действия;

- усталостная поломка, происходящая от действия переменных напряжений в течение сравнительно длительного срока службы

Все виды повреждения поверхности зубьев связаны с контактными напряжениями и трением.

Усталостное выкрашивание

Абразивный износ

Заедание

Пластические сдвиги.

Отслаивание

В современной методике расчета из двух напряжений и за основные в большинстве случаев приняты контактные напряжения.

Расчетная нагрузка

За расчетную нагрузку принимают максимальную величину удельной нагрузки, распределенной по линии контакта зубьев:

где ‑ нормальная сила в зацеплении;

‑ коэффициент расчетной нагрузки;

‑ коэффициент распределения нагрузки между зубьями;

‑ коэффициент концентрации нагрузки;

‑ коэффициент динамической нагрузки;

‑ суммарная длина линии контакта зубьев.

Коэффициент распределения нагрузки между зубьями

Определяется в зависимости от степени точности () изготовления зубчатых колес по нормам плавности. Он учитывает влияние ошибок окружного шага и направления зубьев на величину в ненагруженной передаче.

Коэффициент концентрации нагрузки

Концентрация или неравномерность распределения нагрузки по длине зуба связана с деформацией валов, корпусов, опор и самих зубчатых колес, а также с погрешностями изготовления и сборки передачи.

Коэффициент динамической нагрузки

Коэффициентом , учитывают только так называемые внутренние динамические нагрузки, присущие самой зубчатой передаче.

Дата добавления: 2014-01-07