Знаходження допустимого напруження згину

Допустиме напруження згину для матеріалу коліс залежить від багатьох факторів (матеріалу, твердості, термообробки, довговічно­сті передачі тощо). Його величину обчислюють за формулою:

, (4.39)

де - межа витривалості матеріалу при згині;

- коефіцієнт безпеки (запас міцності), для матеріалу з од­норідною структурою ; при твердій поверхні і м'якій серцевині зуба ;

- коефіцієнт довговічності, ; при твердості поверх­ні HB < 350, а також для шліфованих зубів ; при твердості поверхніHB > 350 ;

- базове число циклів зміни напруження, для всіх сталевих зубчастих коліс циклів;

- розрахункове число циклів навантаження зубів, знаходиться аналогічно (4.22) ;

- коефіцієнт, що враховує вид навантаження, діючого на зуб;

при знакопостійному навантаженні , при знакоперемінному навантаженні .

4.7. Циліндричні косозубі та шевронні зубчасті передачі

При високих швидкостях в роботі зубчастих передач виникають значні динамічні навантаження та шум, зумовлені ударами зубів (наслідок неможливості точного виконання профілів зубів). З метою зниження дина­мічних навантажень у машинобудування використовують косозубі (рис.4.1,в) та шевронні зубчасті передачі (рис.4.1,г) .

Косозубою називається передача, в якій зуби нарізані за допомогою ріжучого інструменту, площина обертання якого розташована під якимсь ку­том , що називається кутом нахилу зубів, до осі обертання зубча­стого колеса. Для зубчастих коліс з косими зубами характерною є плавні­сть зачеплення зубів, оскільки зуб ведучого колеса входить у зачеплення з зубом веденого колеса послідовно, а не різко, як в прямозубому зачепленні.

Основним недоліком косозубих передач є наявність осьового зусилля в зачепленні, що вимагає особливого підходу до вибору опор валів пе­редачі, а також додаткове навантаження валів, зумовлене моментом згину від осьових зусиль.

Для компенсації осьового зусилля в косозубому зачепленні використовують шевронні зубчасті передачі (рис.4.1,г). Шевронні зубчасті передачі можуть бути виготовлені у вигляді спарених косозубих коліс, одне з яких має ліву (або праву) нарізку зубів, а інше – праву (або ліву).

4.7.1. Основні геометричні залежності косозубих і шевронних зубчастих передач

У косозубих передачах кут нахилу зубів вибирається в межах =(8...15)⁰ (при < 8⁰ практично втрачається перевага косозубого зачеплення; при > 15⁰ значно збільшуються осьові навантаження в зубчастому зачепленні). Для шевронних передач, завдяки компенсації осьових зусиль, кут нахилу зубів приймається більшим =(25...45)⁰ .

Серед косозубих і шевронних зубчастих коліс мають місце наступні залежності (див. рис.4.8) :

b - робоча ширина зуба;

B - ширина зубчастого колеса;

- торцевий крок зачеплення;

- нормальний крок зачеплення;

, - відповідно торцевий і нормальний модулі зачеплення. Діаметри коліс обчислюються за формулами:

(4.40)

Значення параметрів у рівнянні (4.40) ті ж, що і у рівнянні для прямозубих передач (див. п. 4.6.1).

4.7.2. Сили, що діють у косозубому (шевронному) циліндричному зубчастому зачепленні

У косозубому (шевронному) циліндричному зубчастому зачепленні при навантаженні передачі виникає нормальна сила , яка викликає колову, радіальнута осьову сили. Величина цих сил знаходиться за формулами (див. рис.4.9):

(4.41)