13. Усилия в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи.

Нормальная сила F_n направлена по линии зацепления.Силу F_n раскладывают на окружную F_t и радиальную F_r составля­ющие:

– изгибающая зуб, – сжимающая зуб,

 

– угол главного профиля,

где – угол зацепления; Т – вращающий момент на колесе (шестерне).

Векторы радиальных сил у колес с внешним зацеплением направ­лены я центру, а у колес с внутренним зацеплением – от центра зубчатого колеса.

14. Усилия в зацеплении цилиндрической косозубой передачи.

Силу в зацеплении передачи раскладывают на окружную F_t , осевую F_a и радиальную F_r составляющие:

 

где – угол зацепления косозубой передачи в нормальном сече­нии; β – угол наклона линии зуба.

Осевая сила F_a, стремящаяся сдвинуть колесо вдоль оси вала, дополнительно нагружающая опоры валов, детали корпусов, является недостатком косозубых передач.

Направление окружной и радиальной сил такое же, как и в пря­мозубой передаче.

15. Усилия в зацеплении конической передачи.

Конические зубчатые передачи.

В зацеплении прямозубой кони­ческой передачи нормальная сила F_n раскладывается на три составляющие, рассчитываемые по среднему делительному диаметру d:

 

Направления сил на ведущем и ведомом колесах противоположны, и имеют место равенства .

16. Материалы, термообработка для зубчатых колес.

Зубчатые колеса изготовляют из сталей, чугуна и неметалли­ческих материалов. Колеса из неметаллических материалов имеют не­большую массу и не коррозируют, а передачи с ними бесшумны в ра­боте. Но невысокая прочность материалов и, как следствие, большие габариты передачи, сравнительно высокая стоимость изготовления колес ограничивают их применение в силовых механизмах.Чугунные зубчатые колеса дешевле стальных, их применяют в малонагруженных открытых передачах. Они имеют малую склонность к заеданию и хорошо работают при бедной смазке, но не выдерживают ударных нагрузок.

Колеса малонагруженных передач в машинах общего назначения, а также колеса передач, габариты которых не ограничены, подверга­ют объемной закалке с высоким отпуском до твердости 300-350 НВ при диаметре колес до 150 мм. Колеса диаметром свыше 150 мм имеют твердость не менее 200 НВ. Зубья колес, подвергнутых такой обра­ботке, имеют приблизительно одинаковую твердость по всему сечению и могут быть нарезаны после термообработки; благодаря этому отпа­дает необходимость выполнения доводочных операций.

Для предотвращения заедания рабочих поверхностей нижний пре­дел твердости шестерни (меньшего колеса), как показывает практика, должен быть на 30-50 единиц выше верхнего предела твердости колеса.Колеса высоконагруженных передач в транспортных машинах и передач ограниченных габаритов должны иметь твердость зубьев более 400 НВ.

17. Общие сведения о методах изготовления зубчатых колес.

В зависимости от способа образования зубьев различают два метода зубонарезания: копирование и обкатку. Оба метода используют на различных зубообрабатывающих станках.

Нарезание зубчатых колес методом копирования. Распространенной разновидностью метода копирования является зубофрезерование. Зубофрезерование осуществляется на зубофрезерных вертикальных и горизонтальных станках-полуавтоматах. На зубофрезерных станках производят нарезание цилиндрических зубчатых колес по методу обкатки или копирования.

Нарезание зубьев по методу копирования осуществляют модульной дисковой или модульной концевой фрезой.

В массовом производстве применяют зубодолбежные резцовые головки, работа которых основана на методе копирования.

Другой разновидностью нарезания зубчатых колес методом копирования является протягивание как наружных, так и внутренних зубчатых поверхностей, характеризующееся высокой производительностью.

Нарезание зубчатых колес методом обкатки. При методе обкатки заготовка и инструмент воспроизводят движение пары сопряженных элементов зубчатой или червячной передачи. Для этого либо инструменту придается форма детали, которая могла бы работать в зацеплении с нарезаемым колесом (зубчатое колесо, зубчатая рейка, червяк), либо инструмент выполняют таким образом, чтобы его режущие кромки описывали в пространстве поверхность профиля зубьев некоторого зубчатого колеса или зубчатой рейки, которые называют соответственно производящим колесом или производящей рейкой. В процессе взаимного обкатывания заготовки и инструмента режущие кромки инструмента, постепенно удаляя материал из нарезаемой впадины заготовки, образуют на ней зубья.

Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес методом обкатки производится с помощью следующих инструментов: червячных фрез (зубофрезерование); дисковых долбяков (зубодолбление) и долбяков в виде гребенок-реек (зубострогание).