Під час роботи зубчастої передачі між зуб′ями спряжених зубчастих коліс виникає сила тиску F , спрямована по лінії зачеплення N − N , яка проходить через полюс зачеплення P (Рисунок 2.2). На працездатність зуб′їв впливають напруження згинання σF в їхніх поперечних перерізах

(призводить до зламу зуб′їв) та контактні напруження σH в їхніх повер-

хневих шарах (призводить до викришування останніх). Обидва напруження, змінні у часі, можуть бути причиною руйнування зуб′їв внаслідок втомленості, що є небезпечним з точки зору виходу з ладу не тільки зубчастої передачі, а й валів і підшипників. Розрахунок зуб′їв закритих передач проводять на контактну міцність (основний розрахунок) та згинання (перевірочний розрахунок) згідно з ГОСТ 21354-87 [1].

2.2.1.Розрахунок на контактну міцність зубчастої передачі

Розглядається визначення контактного напруження в полюсі зачеплення 2-го та 3-го зубчастих коліс за формулою

в якій Z та K - відповідно спеціальні та загальні коефіцієнти для розрахунку на контактну міцність, на що вказує наявність літери H в позначенні коефіцієнтів, b3 - ширина 3-го колеса, яка приймається рівною b1,

мм, Ft - окружна сила на ділильному циліндрі, Н, визначається за фор-

мулою (крутний момент T має розмірність Н м, діаметр ділильного кола d - мм, що зумовлює появу множника 103)

Коефіцієнт, що враховує механічні властивості спряжених 2-го та 3-го зубчастих коліс, ZE , Па1/2, визначається

13

За умов E2 = E3 = E та μ2 = μ3 = μ=0,3 приймають ZE = 0,175E , що для сталі при E =2,1 105 МПа остаточно дає ZE ≈190 103 Па1/2.

Коефіцієнт, що враховує форму спряжених поверхонь зуб'їв в полюсі зачеплення, ZH , визначається за формулою (якщо αtw =αt )

Коефіцієнт, що враховує сумарну довжину контактних ліній, Zε , залежить, по-перше, від коефіцієнту торцевого перекриття εα , по-друге, від коефіцієнту осьового перекриття εβ . Для визначення першого з них

потрібно зробити певні попередні розрахунки, а саме визначити кути αa профілю зуба в точках на окружностях вершин

Далі визначаються складові коефіцієнту торцевого перекриття, сума яких і дає остаточне значення

εα =εα2 +εα3 .

Коефіцієнт осьового перекриття εβ ( px - осьовий крок, мм) є добавкою, на яку збільшується загальний коефіцієнт перекриття,

З урахуванням отриманих значень визначається сумарний коефіцієнт перекриття εγ = εα +εβ . Для косозубих передач коефіцієнт Zε

14

за умов відсутності ковзання має бути однаковою V2 =V3 =V , хоча де-

які неістотні розбіжності можуть бути внаслідок похибок округлення. Залежно від швидкості (15≤V ≤30 м/с для косозубої передачі) за нормами плавності обирається 7-ий ступінь точності (за ГОСТ 1643-81) та в подальшому позначається nCΤ=7.

Коефіцієнт, що враховує вплив виду зубчастої передачі та модифікації профілю головок зуб′їв, для косих зуб′їв при твердості зубчастих

коліс H2 > 350HV і H3 > 350HV дорівнює δH =0,004. Коефіцієнт, що враховує вплив різниці кроків зачеплення зуб′їв 2-го та 3-го коліс,

Твердість зубчастих коліс визначається в одиницях HB (твердість за Бринеллем, розмірність – Па), HV (твердість за Віккерсом, розмірність – Па), HRC (твердість за Роквеллом, безрозмірна величина). Питома окружна динамічна сила wHv має розмірність Н/мм (V - м/с, aW 2 -

мм) і використовується при обчисленні динамічної добавки νH

15

значається відповідно до окружної швидкості та ступеня точності nCΤ з графіку на Рисунку 2.2.

Рисунок 2.2.

Для розрахунку коефіцієнта, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині контактних ліній, KHβ , необхідно визначити

коефіцієнти ширини зубчастого вінця відносно діаметрів

опор (симетричне), можна користуватися методикою визначення зазначеного коефіцієнта з графіка на Рисунку 2.3.

16