Циліндричні зубчасті передачі. Матеріали, конструкція циліндричних зубчастих коліс і методи утворення зубців, страница 4

де  - межа контактної витривалості при базовому числі циклів. Для вуглецевих і легованих сталей при твердості поверхонь зубців менше НВ 350  МПа;   - коефіцієнт довговічності,    при   числі циклів навантаження зубців більше базового приймають циклів навантаження зубців більше базового приймають;  - коефіцієнт  безпеки, .

Виведемо формула для обчислення необхідної міжосьової відстані  .

Попередньо виражаємо ширину вінця колеса  через :

,

тоді                

.

Для прямозубих передач коефіцієнт ширини зубчастого вінця приймають  .   Коефіцієнт  .

Рекомендації з вибору основних параметрів циліндричної прямозубої передачі наступні:

1.  Передаточне відношення не слід приймати більш 6 і лише у   виді виключення - до 12,5.

2.  Число зубів меншого колеса (шестірні) рекомендується вибирати  в  межах  17…30. Великі числа зубів забезпечують більш плавну   роботу і більшу довговічність коліс.

9.2  Циліндричні косозубі і шевронні передачі

Зуб прямозубого колеса входить у зачеплення відразу по всій довжині. Неточності виготовлення приводять до появи поштовхів при вході зуба в зачеплення, інтенсивність яких тим більше, чим вище швидкість. Плавність передачі знижується, шум зростає. Щоб уникнути цього застосовують косозубі і шевронні циліндричні колеса.   При окружних швидкостях  м/с рекомендується застосовувати косозубі (рис. 9.2, а) або шевронні колеса (рис. 9.2, б), тому що прямозубі при таких швидкостях працюють задовільно лише при високій точності їхнього виготовлення.

Рис. 9.2  Косозубі та шевронні колеса

Утворюючі зуби косозубих коліс розташовані по гвинтовій лінії. На рис. 9.2, в дано схематичне зображення частини косозубого колеса. На ньому показані окружний шаг , нормальний шаг , зміщення зуба , ширина вінця , довжина зуба  і кут  нахилу зубців до осі колеса. З малюнка видно, що

.

Відповідно розрізняють окружний і нормальний модулі  і , зв'язані між собою залежностями:

 і .

При проектуванні коліс з косими зубцями нормальний модуль повинен бути обраний за СТ СЭВ 229-75. Кут зачеплення в нормальному перетині  приймають рівним 20°. Профілі зубців окреслюють по  евольвенті.

У косозубих передачах із зовнішнім зачепленням одне з коліс має зубці з правим напрямком гвинтової лінії, а зубці іншого колеса - з лівим напрямком; кути нахилу зубців у обох коліс однакові.

Передаточне відношення в косозубих колесах визначається так само, як і в прямозубих:

.

Діаметри початкового і ділильного циліндрів коліс із заданими числами зубців  і  дорівнюють:

Міжцентрова   відстань

.

Діаметри окружностей вершин і западин:

Ширину вінця колеса вибирають так, щоб зміщення  зуба було рівним або більшим за його окружного шагу

,

або

.

Найменше число зубців  допустиме для косозубих коліс за умовою відсутності підрізання, визначають за формулою

,

де  - мінімальне число зубців прямозубого колеса, при якому відсутнє підрізання (нагадаємо, що при нарізуванні зубців інструментом  рейкового типу = 17).

Профілі косих зубців поступово вступають у зіткнення по контактній лінії не тільки по висоті зуба, але і по ширині колеса. Коефіцієнт перекриття в косозубих передачах  значно більше, ніж у прямозубих передач, доходить до 10 і вище. За допомогою таких коліс передаються потужності, що доходять до декількох десятків тисяч кіловат при окружних швидкостях до 60-70 м/с (і навіть до 100 м/с).

У косозубих передачах сила взаємодії між зубцями дає не тільки окружну і радіальну складові, як у прямозубих колесах, але й осьове зусилля.

Щоб уникнути великого осьового навантаження на опори вала не рекомендується застосовувати колеса з великими кутами (як правило, ). Разом з тим кути  менші ніж  не дають ефекту очікуваного від застосування косозубих передач.

Для усунення осьових зусиль застосовують шевронні колеса. Кут нахилу зубців  у шевронних коліс коливається в залежності від міжцентрової відстані  у межах 25-38° (як виключення - до 45°).

Розрахунок косозубих і шевронних передач на міцність роблять за формулами, аналогічними формулам для розрахунку прямозубих коліс.

9.3  Матеріали, конструкція циліндричних зубчастих коліс

       і методи утворення зубців