26. Силы, действующие в полюсе зацепления зубчатых колес. Направление и разложение сил.

Силы в зацеплении определяют в полюсе зацепления. На шестерню действует вращательный момент, который создаёт распределённую по контактным линиям зуба колеса нагрузку. Эту нагрузку заменяют равнодействующей силой , направленной по линии зацепления nn и приложенной в полюсе. Силами трения в зацеплении пренебрегают, так как они малы. Силу раскладывают на окружную Ft и радиальную Fr :

Такое разложение силы насоставляющие удобно для расчёта зубьев и валов. На ведомом колесе направление силы Ft совпадает с направлением вращения, а на ведущем – противоположно ему, т.е. силы на ведущем и ведомом колёсах всегда направлены против действия соответствующих моментов. Радиальные силы Fr направлены к осям вращения колёс и создают «распор» в передаче. Расчет на прочность зубчатых колес проводят по двум условиям прочности: по контактным напряжениям и по напряжениям изгиба. При расчете по контактным напряжениям для всех коэффициентов применяется индекс «Н», по напряжениям изгиба – индекс «F».

27. Механические передачи. Назначение. Основные характеристики.

Передачи служат для передачи механической энергии на расстояние.

Бывают: передачи трения (ремённые, фрикционные) и передачи зацепления.

Основные характеристики:

1) Р1, Р2 – мощности входа и выхода [кВт]

2) w1, w2 – угловая скорость [рад/с] или [с^-1] w=2πn/60=πn/30

3) V1, V2 – окружная скорость [м/с]

4) Ft1, Ft2 – окружная сила, действующая на ведущее звено, всегда противоположна направлению вращения, на ведомое – совпадает. Ft=P/V

5) η - КПД передачи η=Р2/Р1

6) Т – вращающий момент на ведущем звене всегда совпадает с направлением вращения, на ведомом – противоположен. [H*mm] T=P/w=Ft*r

7) u – передаточное отношение u=w1/w2=d2/d1=z2/z1 (u>1 – редуктор, u<1 - мультипликатор)

Если передача состоит из ведущего и ведомого валов, то она – одноступенчатая.

Механизм с переменным передаточным отношением называется вариатор.

28. Расчёт зубьев прямозубых цилиндрических передач на изгиб.

Расчет зубьев на изгибную выносливость выполняют отдельно для зубьев шестерни и колеса, для которых вычисляют допускаемые напряжения изгиба по формуле:

где - предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба,

S_F - коэффициент безопасности, рекомендуют S_F= 1,5...1,75;

Y_A -коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки (например, реверсивные передачи), при односторонней нагрузке Y_A =1;

Yn - коэффициент долговечности

где с - число зацеплений зуба за один оборот (обычно с=1);

n_1,2 - частота вращения того зубчатого колеса, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, об/мин;

t - время работы передачи (ресурс) в часах;

Допускаемое напряжение выбирают как минимальное из полученных напряжений.

29. Расчёт зубьев прямозубых цилиндрических передач по контактным напряжениям.

Допускаемое контактное напряжение рассчитывают для каждого зубчатого колеса передачи по формуле

где - определяют по эмпирическим зависимостям,

- коэффициент безопасности, назначим для колёс и шестерен

- коэффициент долговечности,

Расчет числа циклов перемены напряжений выполняют с учетом режима нагружения передачи. При постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов напряжений ,

где с - число зацеплений зуба за один оборот (обычно с=1);

n_1,2 - частота вращения того зубчатого колеса, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, об/мин;

t - время работы передачи (ресурс) в часах;

Допускаемое напряжение выбирается как минимальное из полученных.

30. Фрикционные передачи. Основные принципы работоспособности фрикционных передач. Кинематика. Расчёт на прочность.

Фрикционная передача — механическая передача, служащая для передачи вращательного движения (или для преобразования вращательного движения в поступательное) между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и прижимаемыми один к другому.

Фрикционные передачи состоят из двух катков: ведущего1 и ведомого 2, которые прижимаются один к другому силой Fr, так что сила трения в месте контакта катков достаточна для передаваемой окружной силы Ft.

Условие работоспособности передачи:

       

Нарушение условия приводит к буксованию и быстрому износу катков. 

    , - коэф скольжения (0,01..0,03)

Наибольшие контактные напряжения определяют по формуле:

,                                                           

где q — нормальная нагрузка на единицу длины контактных линий (для цилиндрических катков ); — приведенный модуль упругости; Е₁ и Е₂ — модули упругости материалов ведущего и ве­домого катков; — приведенный радиус кривизны ци­линдрических катков; R₁ и R₂ — радиусы катков