2.3. Качественные показатели зубчатой передачи. Коэффициент перекрытия
При проектировании зубчатых зацеплений важно оценить их качественные характеристики: плавность, бесшумность, возможный износ зубьев. Плавность зацепления, отсутствие ударов оцениваются так называемым коэффициентом перекрытия εγ.
До того, как предыдущая пара зубьев выйдет из зацепления, последующая пара должна успеть войти в зацепление; лишь в этом случае зацепление будет непрерывным. Участок аb на линии зацепления, ограниченный высотой зубьев, называется практической (активной) линией зацепления (рис. 2.6). Зуб входит в зацепление в точке а и выходит из зацепления в точке b. При этом колесо поворачивается на угол φγ, называемый углом перекрытия. Отношение угла перекрытия к угловому шагу называется коэффициентом перекрытия
Рис. 2.6. Схема к определению коэффициента перекрытия
Величина угла
перекрытия равна
,
а с учетом
свойств эвольвенты
.
Тогда коэффициент перекрытия можно
вычислить по формуле
где
— шаг по основной окружности.
Таким образом, коэффициент перекрытия можно определить как отношение активной линии зацепления к шагу по основной окружности. Условие непрерывности зацепления выполняется, в том случае, если
.
2.4. Способы изготовления зубчатых колес. Корригированные колеса (это дать на лабораторной, а не на лекции)
Лабораторная работа по образованию эвольвентного профиля.
Геом. Параметры колес
2.5. Виды разрушения зубьев
В процессе работы на зубья действует циклическая нагрузка, а также контактные и изгибающие напряжения.
Повторно-переменные напряжения вызывают усталостное выкрашивание зубьев. Давление смазки способствует развитию микротрещин, начинается «питтинг», искажается профиль зуба, прогрессирует износ. Это основной вид закрытых передач.
При заклинивании, которое возникает из-за нагрева передачи, частицы металла как бы привариваются одна к другой, и отрываясь от поверхности, образуют задиры. При загрязнении смазки твердые частицы способствуют истиранию поверхностей зубьев. Износ – это основной вид разрушения открытых передач.
Поломка зубьев – возникает вследствие деформации изгиба, ударного, а также усталостного разрушения грубой обработки, длительного действия переменных нагрузок [4, с. 296-297].. Для надежной эксплуатации зубчатых передач имеет большое значение точность изготовления, правильность монтажа, доброкачественная смазка.
2.6. Материалы и термообработка зубчатых колес
Основной материал для изготовления зубчатых колес – это термически обработанные стали (закалка, улучшение, нормализация).
Стальные колеса подразделяются на две группы:
1) с твердостью НВ ≤ 350 – для передач с неограниченными габаритами. Чаще всего используют конструкционные стали 40, 45.
2) с твердостью НВ > 350 – для передач с ограниченными габаритами и большим ресурсом. Используются обычно легированные стали (хромомарганцевые, хромоникелевые).
Твердость шестерни всегда назначают больше твердости колеса:
НВ1 = НВ2 + (20…70).
Это обусловлено тем, что зубья шестерни входят в зацепление чаще, чем зубья колеса в передаточное число раз.
При выборе материала можно принимать одну и ту же сталь для шестерни и для колеса, но с разной термообработкой [5, с.16-19].
При обработке колес назначают степень точности 7 или 8 , в зависимости от окружной скорости, формы зубьев и т.д. Например, при скоростях 8…12 м/с степень точности обработки прямозубых цилиндрических колес принимается равной 7, а при скоростях 4…6 м/с можно выбрать степень точности 8.