Расчет цилиндрических зубчатых передач

Критерии работоспособности зубчатых колес и расчетная нагрузка.

При передаче вращающего момента Т в зацеплении зубчатых колес действует сила нормального давления Fn и связанная с относительным геометрическим скольжением активных поверхностей сила трения FTp = Fn- f, где/— коэффициент трения скольжения.

Под действием сил нормального давления Fn и трения FTp зуб находится в сложном напряженном состоянии. Но решающее влияние на его работоспособность оказывают два фактора: контактные напряжения <зн и напряжения изгиба aF. Они действуют на зуб только во время нахождения его в зацеплении и являются, таким образом, повторнопеременными.

Кроме того, критерием работоспособности зубчатых передач является износостойкость активных поверхностей зубьев и их изгибная прочность.

Расчетная нагрузка.

Расчеты на прочность цилиндрических эволь- вентных зубчатых передач внешнего зацепления с модулем от 1 мм и выше регламентированы стандартами.

Далее приняты следующие буквенные обозначения: К — коэффициенты, учитывающие влияние отдельных факторов на расчетную нагрузку; Z — специфические коэффициенты для расчетов на контактную прочность; Y — специфические коэффициенты для расчетов на изгиб; S — коэффициент запаса прочности; индекс Я — для величин, учитываемых при расчете на контактную прочность; индекс F — для величин, учитываемых при расчетах на изгиб.

Для вывода расчетных формул за расчетную нагрузку принимаем удельную расчетную окружную силу, определяемую по формуле

где Ft — окружная сила; Кр — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; Kv — коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки; Ъ — ширина венца колеса.

Сила нормального давления Fn распределена по длине зуба равномерно. Однако в действительности при работе передач такое распределение нагрузки маловероятно, даже у точно изготовленных передач.

Неравномерность распределения нагрузки по ширине венца зависит от целого ряда факторов, к которым относятся: непараллельность и перекос осей валов за счет неточностей изготовления и сборки деталей, деформации валов (изгиб и кручение) под нагрузкой, деформации корпуса и опор. При симметричном расположении колес относительно опор вала перекос не возникает, а некоторое изменение межосевого расстояния для эвольвентной передачи существенного значения не имеет. Это — самый благоприятный случай, при котором можно принимать Кр = 1,0. При несимметричном или консольном (наиболее неблагоприятном) расположении колесо перекашивается, что нарушает правильность контакта зубьев.

Для определения ориентировочных значений Кр в этом случае в стандартах имеются специальные графики, которые приводятся также в справочной литературе.

Коэффициент динамичности нагрузки Kv учитывает динамические нагрузки, возникающие в зацеплении в результате неточностей изготовления деталей передачи, погрешностей зацепления, деформации зубьев, приводящих к непостоянству действительных значений мгновенного передаточного отношения. Величина Kv зависит от степени точности изготовления колес, вида передачи, твердости активных поверхностей зубьев и окружной скорости колес. Значения Kv для цилиндрических передач приведены в стандарте и другой справочной литературе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >