2. Расчет зубчатых передач

2.1 Что такое модуль передачи?

Модуль зубчатой передачи – это число в π раз меньшее делительного окружного шага p

m = p/π

С целью обеспечения взаимозаменяемости зубчатых колес и унификации зуборезного инструмента значения модулей стандартизированы.

[ 2, с.20]

2.2 Что такое шаг зубчатого колеса?

Окружным шагом зубьев p называется расстояние между одноименными сторонами двух соседних зубьев, измеренное по дуге окружности (рис. 2.2).

Рис.2.2 Окружной шаг зубчатого колеса

[2, с.20]

2.3 Что такое головка зуба, ножка зуба и как выражается их высота через модуль?

Часть зуба, расположенная между окружностью вершин зубьев и делительной окружностью, называют головкой зуба, ее высоту обозначают h_а.

Часть зуба, расположенную между окружностью впадин и делительной окружностью, называют ножкой зуба, ее высоту обозначают h_f.

Для нулевых передач (передач, у которых суммарный коэффициент смещения х_∑ = 0, h_a = m, h_f = 1,25m ).

Рис.2.3

[ 2, с.22]

2.4 Как называется прямая линия, на которой происходит контакт зубьев при передаче движения?

Эта прямая называется активным участком ab линии зацепления АВ, в свою очередь являющейся участком производящей прямой MN. Положение производящей прямой MN определяется углом зацепления d_w, образуемым этой прямой и перпендикуляром к линии центров в полюсе зацепления Р. Последовательность построения зубчатого зацепления показана на рис. 2.4.1-2.4.3

[2, с.19-20]

2.5 Что такое коэффициент перекрытия, допустимое минимальное значение его величины?

Коэффициентом торцевого перекрытия ε_α называется отношение угла поворота зуба ab в процессе зацепления к угловому шагу:

ε_α = ab/ p_bt ,

где p_bt – основной окружной шаг (p_bt = 2π/z).

В прямозубых передачах должно выполняться условие ε_α ≥ 1,1.

В косозубых передачах вводится понятие коэффициента осевого перекрытия

ε_β = b_w / p_x ,

где p_x - осевой шаг зубьев, b_w - ширина зубчатого венца. При проектировании косозубых передач рекомендуется подбирать такое сочетание параметров, чтобы ε_β = 1,1.

Суммарный коэффициент перекрытия ε_v = ε_α + ε_β

Рис. 2.5

[ 2, с.23]

2.6 Какие условия прочности необходимо выполнить, чтобы при работе передачи не было контактного разрушения зубьев?

Чтобы при работе передачи не было контактного разрушения зубьев, необходимо выполнить условие σ_H ≤ σ_HP , где σ_H - контактные напряжения в зубчатом зацеплении, σ_HP - допускаемые контактные напряжения.

В рационально сконструированной передаче отклонение σ_H от допускаемого контактного напряжения σ_HP должно лежать в пределах от 15% недогрузки до 5% перегрузки.

[2, с.43]

2.7 Какие условия прочности необходимо обеспечить при расчете, чтобы при работе передачи не происходило поломки зубьев?

Чтобы при работе передачи не происходило поломки зубьев, необходимо выполнить условие

σ_fj ≤ σ_fpj при j = 1,2 ,

где σ_fj - напряжение изгиба в основании зуба, σ_pj - расчетное допускаемое напряжение изгиба. Допускается перегрузка по напряжениям изгиба не более 5%, недогрузка не регламентируется.

[2, с.46]

2.8 Какие условия прочности требуется обеспечить при расчете цилиндрической передачи?

При расчете цилиндрической зубчатой передачи необходимо выполнить условия прочности по контактным напряжениям σ_H ≤ σ_HP

и по напряжениям изгиба σ_F1 ≤ σ_FP1 и σ_F2 ≤ σ_FP2.

2.9 Как изменяются контактные напряжения в передаче при увеличении межосевого расстояния?

Увеличение межосевого расстояния ведет к увеличению диаметров колес, а, значит, к уменьшению окружного усилия F_τ , что ведет, в свою очередь, к уменьшению напряжений σ_H

F_{τ = ;} σ_H ≈ _,

где A_k - площадь контактной поверхности.

2.10 Как изменяется напряжение изгиба при изменении модуля?

Увеличения модуля зубчатой передачи при заданном межосевом расстоянии ведет к уменьшению числа зубьев, а, следовательно, к увеличению их размеров.

Величина напряжений изгиба σ_F определяется площадью основания зуба A_F

σ_F ≈

2.11 Какой параметр цилиндрической передачи оказывает наибольшее влияние на величину контактных напряжений?

Межосевое расстояние.

2.12 Какой параметр передачи оказывает наибольшее влияние на напряжение изгиба при неизменной величине передаваемых нагрузок?

Модуль зубчатой передачи.

2.13 Что такое базовый предел выносливости? Базовое число циклов?

Максимальное напряжение, которое образец выдерживает практически неограниченное число циклов, называется пределом контактной выносливости и обозначается σ_{н lim} (рис 2.13).

Число циклов нагружения, соответствующее началу горизонтального участка кривой усталости, называют базовым числом циклов и обозначают при действии контактных напряжений N_HO и при действии изгибающих напряжений N_FO

[2, с.31]

Рис. 2.13 Кривая усталости