меренное отклонение поверхности зуба от главной поверхности, осуществляемое для компенсации действия факторов, отрицательно влияющих на работу зубчатой передачи;

9.применение в передачах как можно больших чисел зубьев (для этого не следует завышать модуль);

10.применение в передачах торсионных соединительных валов, смягчающих динамические колебания нагрузки;

11.применение в планетарных передачах самоустанавливающихся солнечных колес с податливым ободом и других способов уменьшения неравномерного распределения нагрузки между сателлитами;

12.недопущение на торцах зубьев таких конструктивных элементов, как сварной шов, ударное клеймение, чеканка, кернение и пр.;

13.применение передач внутреннего зацепления, косозубых и прямозубых передач с возможно большим коэффициентом перекрытия;

14.улучшение шероховатости обработки переходной кривой впадин зубьев; введение контроля частот собственных колебаний колес, склонных

êрезонансу;

15.контроль неразрушающими методами на отсутствие исходных трещин, шлифовочных прижогов, остаточных напряжений растяжения;

16.балансировка колес и валов быстроходных передач;

17.контроль приработки зубьев после обкатки механизма.

10.6.5 - Конструктивные параметры зубчатых передач

Âприводах агрегатов и редукторах ГТД основной особенностью зубчатых передач является малая удельная масса и ажурность конструкции ЗК (см. Рис. 10.6.5_1).

Практически большинство зубчатых передач имеет угол зацепления > 20î. Обычно в одной зуб- чатой передаче передаточное число (отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни) не превышает 4. В зубчатых передачах, как правило, число зубьев шестерни выбирают не менее Z = 25. Число зубьев колеса достигает Z = 139 (зубчатое колесо 2-й ступени редуктора Р-7). Модуль тяжелонагруженных зубчатых передач составляет m = 2,0…8 ìì.

Âконструкциях зубчатых передач приводов агрегатов и редукторов ГТД целесообразно избегать применения консольных ЗК. Обод и диафрагма ЗК проектируются с учетом формы и частоты их собственных колебаний. Особенно актуально это для

Рисунок 10.6.5_1 - Колеса зубчатые приводов агрегатов а) одновенцовое зубчатое колесо;

б) двухвенцовое зубчатое колесо; в) коническое зубчатое колесо.

конических ЗК, которые имеют постоянную осевую составляющую передаваемой нагрузки.

Головку зуба колес, как правило, подвергают модификации по профилю зуба, параметры которой зависят от передаваемой нагрузки и точности изготовления. Толщина зубьев на окружности вершин не должна быть слишком малой, обычно она составляет 0,3…0,4m.

Цилиндрические ЗК приводов агрегатов ГТД это колеса с узким зубчатым венцом. В отличие от зубчатых передач редукторов ГТУ, а также, например, судовых редукторов, в приводах агрегатов неравномерность распределения нагрузки вдоль зуба, как правило, не ограничивает их несущую способность. Тем не менее, в расчетах на прочность всегда учитывают деформацию тела колеса в зависимости от места приложения и направления нагрузки.

Толщина обода ЗК выбирается из отношения разницы диаметров окружности вершин и внутреннего диаметра обода к двум модулям. Рекомендуемое соотношение равняется примерно 4. Чем тоньше обод колеса, тем тщательнее он и зубчатый венец обрабатываются, применяются поверхностное пластическое деформирование поверхностей, их полировка и т.п.

На жесткость зубчатого венца существенное влияние оказывает толщина диафрагмы, которая из условий обеспечения минимальной массы должна быть достаточно тонкой, а с другой стороны – должна обеспечивать достаточную жесткость зуб- чатого венца. Переходы от диафрагмы к ступице и к ободу должны быть выполнены по радиусу не менее 2,5 мм.

У конических зубчатых колес ширина венца со спиральными зубьями обычно составляет от 0,25 до 0,37 длины образующей делительного конуса. Суммарный коэффициент перекрытия конических зубчатых колес со спиральными зубьями более 2. Направление спирали должно обеспечивать возникновение (под нагрузкой) силы, выталкивающей сопряженные колеса из зацепления. В случаях втягивания сопряженных конических зубчатых колес со спиральным зубом, например, в режиме запуска ГТД, необходимо конструктивно исключить возникновение распора колес (касания вершин зубьев одного из сопряженных колес со впадиной зубьев другого).

Для повышения твердости зубьев ЗК и цилиндрических поверхностей, на которые монтируются подшипники, применяется ХТО. Зубья подвергаются ХТО вкруговую, когда обрабатываются профили зубьев, впадины, вершины, а также их торцовые поверхности. Такая обработка придает большую и равномерную по длине жесткость.

Часто торцовые поверхности зубьев не подвергают ХТО. Это делается с целью исключения сколов и образования трещин от случайных забоин при хранении, транспортировке и сборке.

При малой толщине зубьев на окружности вершин наружный диаметр заготовки перед ХТО покрывают медью или специальной краской для того, чтобы предотвратить создание цементирован-

ного (нитроцементированного или азотированного) слоя по всей толщине верхней части зубьев и тем самым исключить сколы и повреждения изза их чрезмерной хрупкости.

10.6.5.1 - Конструкции зубчатых колес

Цилиндрические ЗК могут быть с одним или двумя зубчатыми венцами, редко - с большим их количеством. Способ размещения зубчатого венца ЗК относительно опор влияет на величину концентрации нагрузки по длине зуба. В этом отношении расположение венцов посередине между опорами наиболее благоприятно. ЗК предпочтительнее изготовлять как единое целое с полотном, ступицей и валом, поскольку составное колесо нуждается в элементах центровки и соединения. Все это усложняет

èутяжеляет конструкцию и снижает ее надежность в работе.

По способу изготовления двухвенцовые ЗК могут быть цельными или сборными.

Цельные двойные ЗК подразделяются на :

-колеса с нешлифованными зубчатыми венца-

ìè;

-колеса с одним шлифованным зубчатым вен-

öîì;

-колеса с обоими шлифованными зубчатыми венцами.

ЗК с нешлифованными зубчатыми венцами (см. Рис. 10.6.5.1_1) и ЗК с одним шлифованным венцом (см. Рис. 10.6.5_1б) в приводах агрегатов

èредукторах ГТД применяются редко по причине низкой точности изготовления зубьев.

Возможно изготовление цельных ЗК (см. Рис. 10.6.5.1_2) с двумя шлифованными зубчатыми венцами. В такой конструкции зубчатые венцы разнесены вдоль оси для обеспечения выхода шлифовального круга при окончательной механической обработке малого венца.

Сборные ЗК могут быть со шлицевыми, шпоночными, штифтовыми болтовыми или со сварными соединениями. Соединение зубчатых венцов по шпонкам и болтам в приводах агрегатов не нашли распространения.

В ЗК применяется два типа шлицевого соединения венцов:

1. посадка одного из венцов 1 на вал 2 с зазором по двум цилиндрически пояскам (см. Рис. 10.6.5.1_3), между которыми располагаются шлицы. В осевом направлении зубчатый венец фиксируется подшипником, напрессованным на вал. Применяются в малонагруженных передачах приводов агрегатов;

Рисунок 10.6.5.1_1 - ЗК с одним шлифованным зубчатым венцом

Рисунок 10.6.5.1_2 - ЗК цельное со шлифованными зубчатыми венцами

Рисунок 10.6.5.1_3 – ЗК двойное

2. посадка венца на вал по двум цилиндрическим пояскам с натягом и последующей затяжкой гайкой (см. Рис. 10.6.5.1_4). Применяется в нагруженных передачах приводов агрегатов и редукторов. Недостаток – с увеличение ресурса происходит ослабление затяжки, уменьшение натягов и износ шлицевого соединения из-за отсутствия смазки.

На вал цилиндрического ЗК 1 с натягом по двум цилиндрическим поверхностям 2 установлено коническое зубчатое колесо 3. Передача ÌÊÐ. осуществляется шлицевым соединением 4. Для надежности соединения коническое колесо на валу цилиндрического затянуто гайкой 5, которая законтрена замком 6 чашечным.

Âненагруженных передачах ограниченное применение нашли также двойные ЗК со штифтовым соединением венцов (см. Рис. 10.6.5.1_5).

На вал ЗК 1 с меньшим диаметром зубчатого венца напрессовывается больший по диаметру зуб- чатый венец 2. По окружности сопряжения запрессовываются цилиндрические штифты 3 между которыми дополнительно вворачиваются резьбовые.

Èте и другие штифты от выпадания и выворачи- вания по торцам зачеканены.

Âавиационных зубчатых передачах ЗК с двумя зубчатыми венцами чаще всего изготовляются сварными по ступице (см. Рис. 10.6.5.1_6) или по диафрагме (см. Рис. 10.6.6.1_7). Иногда из условий компоновки для обеспечения изготовления ЗК со сваркой по диафрагме необходимо выполнить два сварных шва, как показано на Рис. 10.6.5.1_7. Обычно ЗК и вал центрируются по цилиндрическим пояскам. Каждый из венцов (открытый - ЗК большего диаметра, закрытый - ЗК меньшего диаметра) обрабатываются отдельно. Причем закрытый

венец шлифуется окончательно до сварки. После сварки открытый венец шлифуется в сборочной единице. В особых случаях ЗК собирается в узел с окончательно обработанными до сварки зубчатыми венцами.

Сварка применяется также при изготовлении одновенцовых ЗК. В частности - конических для повышения коэффициента использования материала (см. Рис. 10.6.5.1_1 в) или обеспечения шлифования конического венца (см. Рис. 10.6.5.1_8).

ЗК повышенной ширины (например, в косозубых передачах высоконагруженных редукторов) на краях венца могут иметь ребра жесткости (см. Рис 10.6.5.1_9).

С целью получения максимальной длины зацепления вдоль зуба ширину обода шестерни делают на 1…2 мм больше ширины ЗК.

Дисковые ЗК могут иметь симметрично и несимметрично расположенную диафрагму. Диафрагма может быть с постоянной или переменной толщиной (с утонением к ободу зубчатого венца). Наклон диафрагмы выбирается в зависимости от направления действия результирующей радиальной и осевой сил. При небольших размерах ЗК имеют плоскую диафрагму постоянной толщины. Необходимо иметь в виду, что несимметричное расположение диафрагмы приведет к неравномерной деформации зубьев по длине и к неполному контакту сопряженных зубьев.

При проектировании обода и диафрагмы необходимо учитывать, что при возбуждении колебаний ЗК динамическими нагрузками от пересопряжения зубьев в нем образуются упругие волны

Рисунок 10.6.5.1_5 - ЗК со штифтовым соединением венцов 1 - ЗК; 2 - венец зубчатый; 3 - штифт

изгибных деформаций по собственным формам, бегущие вперед и назад. При совпадении частоты зацепления с частотой прохождения одной из этих волн возникает резонанс изгибных колебаний колеса.

Частоты вращения, при которых наступает резонанс изгибных колебаний, определяются по формуле: