Подрезание и заострение зуба

В процессе изготовления зубчатых колес может происходить подрезание зуба, когда режущий инструмент снимает часть металла у ножки зуба таким образом, что у основания зуба поперечное сечение уменьшается. Подрезание уменьшает эвольвентную часть зуба колеса и ослабляет зуб в его опасном сечении. Подрезание не происходит, если число зубьев колеса равно или больше z_min. В случае стандартного инструмента z_min = 17. Поэтому, при проектировании колес без смещения (нулевых) число зубьев необходимо брать больше 17. С другой стороны, для уменьшения габаритов зубчатых передач колеса следует проектировать с малым числом зубьев. При числе зубьев z < 17, чтобы не произошло подрезания, колеса должны быть изготовлены со смещением инструмента, то есть корригированными. Причем, для таких колес можно брать только положительное смещение. Для зубчатого колеса с числом зубьев равным 17 можно взять положительное или нулевое смещение, а колесо с числом зубьев больше 17 можно нарезать с положительным, нулевым и отрицательным смещением.

Рис. 7,5

С увеличением коэффициента смещения толщина зуба s_a у вершины будет уменьшаться. При некотором коэффициенте смещения, называемым максимальным, наступает заострение зуба. Опасность заострения особенно велика у колес с малым числом зубьев (меньше 15). Критерием, определяющим допустимое заострение зуба при нарезании зубчатого колеса, является коэффициент заострения . Это не стандартная величина. По рекомендациям различных авторов минимальное значение этого коэффициента.

Рис. 7.6

Параметры цилиндрической эвольвентной передачи

Линия зацепления – траектория общей точки контакта звеньев при ее движении относительно неподвижного звена зубчатой передачи, которая при линейном контакте определяется в ее главном сечении.

Длина теоретической линии зацепленияN₁N₂ определяется между точками касания основных окружностей с линией зацепления

Длина активной линии зацепления В₁В₂ – расстояние между точками пересечения окружностей вершин с линией зацепления.

Угол зацепления – угол между линией зацепления и прямой, перпендикулярной к межосевой линии в полюсе зацепления

Дугой зацепления называется дуга начальной окружности, на которую перекатится эта окружность за время зацепления одной пары зубьев.

Полюс зацепления - точка или одна из точек касания начальных поверхностей зубчатых колес передачи

Рис. 7.7

Проектирование эвольвентных профилей.

Задачей геометрического синтеза зубчатого зацепления является определение его размеров, а также качественных характеристик (коэффициентов перекрытия, относительного скольжения и удельного давления), зависящих от геометрии зацепления.

Размеры зубчатых колес, а также всего зацепления зависят от чисел зубьев z₁ и z₂ колес, от модуля m зацепления, общего для обоих колес, а также от метода их изготовления.

При проектировании эвольвентного зубчатого зацепления колес 1 и 2, необходимо соблюдать следующие требования:

• не должно быть подрезания и заострения зубьев;

• в зубчатом зацеплении не должно быть бокового зазора;

• коэффициент перекрытия в проектируемом эвольвентном зацеплении должен иметь достаточное значение.

Проектирование зубчатой передачи делится на три основных этапа:

1. Определение основных параметров корригированного эвольвентного зацепления.

2. Вычерчивание элементов зубчатого зацепления.

3. Определение качественных показателей зубчатой передачи (коэффициент торцевого перекрытия, коэффициент относительного скольжения, коэффициент удельного давления).

На качественные показатели зубчатого зацепления коэффициенты смещения оказывают большое влияние. Назначая при проектировании зубчатой передачи тот или иной коэффициент смещения, можно влиять на форму зубьев колес и на качество передачи, наделяя ее желанными свойствами. Однако зависимость формы зубьев и свойств зубчатой передачи от коэффициента смещения хрезко ощутима при малых числах зубьев и ослабляется по мере увеличенияz.

Качественные показатели цилиндрической эвольвентной передачи.

К качественным показателям цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи относятся:

• коэффициент перекрытия

• коэффициент полезного действия

• коэффициент удельного скольжения

• коэффициент удельного давления

• коэффициент формы зуба

Рассмотрим эти коэффициенты подробнее (исключив из рассмотрения коэффициент полезного действия, как величину характеризующую реальные, а не рассматриваемые нами идеализированные механизмы).