48. Назначение, классификация цилиндрических косозубых передач. Силы в зацеплении. Эквивалентное колесо.

Цилиндрические колеса, у которых зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре, называют косозубыми. Чем больше угол наклона линии зуба β, тем выше плавность

зацепления. У пары сопряженных косозубых колес с внешним зацеплением углы β равны, но противоположны по направлению. Косозубые цилиндрические передачи обладают хорошей плавностью работы, низким шумом и хорошими эксплуатационными характеристиками. В отличие от прямозубой передачи в косозубой передаче зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. Увеличивается время контакта одной пары зубьев, в течение которого входят новые пары зубьев, нагрузка передается по большому числу контактных линий, что значительно снижает шум и динамические нагрузки. Если к передачам не предъявляют специальных требований, то колеса нарезают правыми, а шестерни – левыми.

В косозубой передаче нормальная сила Fn составляет угол β с торцом колеса. Разложив Fn на составляющие, получим:

радиальную силу F_r = F_ttgα_w /cosβ,

где Ft = 2*10³*T1/d1 – окружная сила

осевую силу F_a = F_t tgβ

При определении направлений сил учитывают направление вращения колес и направление наклона зуба (правое или левое). Осевая сила Fа дополнительно нагружает подшипники, возрастая с увеличением β. По этой причине для косозубых колес принимают β = 8...200. Наличие в зацеплении осевых сил является недостатком косозубой передачи.

Профиль косого колеса в нормальном сечении соответствует исходному контуру инструментальной рейки и, следовательно, совпадает с профилем прямозубого колеса. Расчет косозубых колес проводят через параметры эквивалентного прямозубого колеса. Нормальное к линии зуба сечение делительного цилиндра имеет форму эллипса. Радиус кривизны эллипса при зацеплении зубьев в полюсе r_v = d/(2cosβ), профиль зуба в этом сечении достаточно близко совпадает с профилем приведённого прямозубого колеса, называемого эквивалентным, профиль зуба в этом сечении достаточно близко совпадает с профилем приведённого прямозубого колеса, называемого эквивалентным.

Делительный диаметр: d_v = 2r_v = mz_v

эквивалентное число зубьев: z_v = z/cos³ β

где z – действительное число зубьев косозубого колеса. С увеличением возрастает β возрастает z_v. Это одна из причин повышения прочности косозубых передач.

49. Расчет на контактную прочность цилиндрических косозубых зубчатых передач.

Вследствие наклонного расположения зубьев в косозубом зацеплении одновременно находятся несколько пар зубьев, что уменьшает нагрузку на один зуб и снижает динамические нагрузки. Расчет на прочность косозубых передач ведут по формулам эквивалентных прямозубых передач с введением в них поправочных коэффициентов, учитывающих особенности работы. По условиям прочности габариты косозубых передач получаются меньше, чем прямозубых.

Проектировочный расчет. Аналогично расчету прямозубой передачи определяют межосевое

расстояние для стальной косозубой передачи.

Проверочный расчет. Аналогично расчету прямозубой передачи находят контактные напряжения в поверхностном слое косых зубьев.

σн = Zσ /aw√KнT1(U+1)³/b2U ≤ [σ]н