Лекция 11 Цилиндрические зубчатые колеса с косыми и шевронными зубьями

1 Назначение и область применения, преимущества и недостатки косозубых колес

2 расчет косозубых колес по контактным напряжениям и напряжениям

3 Шевронные зубчатые колеса и их расчет

4 Порядок расчета зубчатой передачи с цилиндрическими колесами

1 Назначение и область применения, преимущества и недостатки косозубых колес.

В отличие от прямозубых колес, у которых зубья располагаются параллельно оси вращения, в косозубых колесах зубья располагаются по винтовым линиям.

Преимущества:

Причем, если в прямозубых колесах зубья входят в зацепление мгновенно по всей длине, в косозубых колесах - постепенно.

Благодаря этому при одинаковых неточностях в зацеплении

1) косозубые передачи работают более плавно, чем прямозубые. Кроме того

2) косозубые колеса по сравнению с прямозубыми обладают большой нагрузочной способностью, как по контактным напряжениям, так и по напряжениям изгиба (Рис. 64).

Недостатки:

Но наряду с указанными достоинствами косозубые колеса имеют серьезный недостаток. В результате винтового расположения зубьев возникает осевая сила :

, , (147)

где - угол наклона зуба к оси вращения на делительном цилиндре.

Величина осевой силы, так же как и плавность работы и нагрузочная способность передач зависит от угла наклона зубьев . С увеличением

угла наклона повышается плавность работы и нагрузочная способность передачи, но увеличивается осевая сила приходится предусматривать сложные конструкции опорных узлов, которые бы воспринимали эти силы. При это конструкция передач усложняется.

Рис. 64 Схема косозубого колеса

Рис. 65 Схема шевронного зубчатого колеса

ГОСТом предусматривается для косозубых колес угол наклона их зубьев =8…15 при таких значениях угла обеспечивается с одной стороны достаточная нагрузочная способность передачи. С другой стороны небольшая осевая сила , для восприятия которой не требуется предусматривать сложные опоры.

В косозубых передачах различают:

1. Шаг нормальный , измеренный в плоскости нормальной к линии зуба и соответствующий ему модуль нормальный .

2. Шаг окружности P_е, измеренный в плоскости перпендикулярной к оси вращения колеса и соответствующий ему модуль окружной т_е.

Модуль нормальный т_Н является модулем расчетным и чаще всего стандартным.

2 Расчет косозубых колес по контактным напряжениям и напряжениям изгиба

2.1 Общие сведения

Расчет косозубого колеса сводится к расчету эквивалентного прямозубого колеса, расчетные зависимости для которого были получены ранее. При этом профиль зуба эквивалентного прямозубого колеса должен соответствовать профилю зуба косозубого колеса в его нормальном сечении (Рис.66,67).

Рассечем косозубое колесо нормальной плоскостью mn. В сечении зуба – некоторый профиль радиусом через точку K эллипса опишем окружность. Если, приняв эту окружность за начальную, построить соответствующий ей эвольвентный профиль такого же модуля, как и модуль косозубого колеса в нормальном сечении n-4, то окажется, что эти профили получаются одинаковые. Отсюда можно сделать вывод, что описанная радиусом окружность является начальной делительной окружностью эквивалентного прямозубого колеса, к которому сводится расчет косозубого колеса. Все величины, относящиеся к прямозубому колесу, обозначим индексом υ.

Установим связь между величинами, относящимися к прямозубому и косозубому колесам.

Радиус кривизны эллипса в точке K равен (это известно из аналитической геометрии).

Из 1-2-3 , , .

Рис. 66 К определению сил, действующих в цилиндрическом зубчатом

зацеплении, эквивалентного числа зубьев и радиуса кривизны профиля в нормальном сечении: 1- определение радиальной силы; 2- определение осевой силы; 3- разложение силы F_п на три составляющие силы; 4- силы в шевронном колесе; 5- эквивалентное зубчатое колесо; 6- направление реакций то осевой силы; 7- два косозубых колеса уравновешивается; 8- профиль косого зуба в нормальном сечении

1. Делительный диаметр эквивалентного колеса

. (148)

2. Межосевое расстояние эквивалентного прямозубого колеса

3. Число зубьев эквивалентного прямозубого колеса