3.3.3 Основные параметры зацепления.

Геометрическое место возможных точек касания профилей зубьев колес передачи в неподвижной системе координат называется линией зацепления. Касание профилей зубьев возможно только при наличии общей нормали. При отсутствии общей нормали возникает интерференция профилей, когда профили зубьев колес передачи накладываются друг на друга. В эвольвентном зацеплении нормали к профилям зубьев являются касательными к основным окружностям колес и, следовательно, линия зацепления может находиться только на прямой касательной к основным окружностям обоих колес передачи. Для передачи внешнего зацепления условие наличия общей нормали выполняется на отрезке

Рис. 3.8

прямой касательной к основным окружностям колес расположенным между точками касания. Следовательно, для эвольвентной передачи внешнего зацепления (рис. 3.8), линией зацепления является отрезок общей касательной к основным окружностям.

Угол α_w между линией зацепления и прямой, перпендикулярной к межосевой линии в полюсе зацепления, называется углом зацепления.

Участок АВ линии зацепления, расположенный между точками пересечения ее с окружностями вершин колес передачи, называется активной линией зацепления.

Активная линия зацепления является участком линии зацепления на котором происходит контакт точек профилей зубьев колес рассматриваемой передачи.

Участки профилей зубьев а₁в₁ и а₂в₂ по которым перемещается точка контакта за время зацепления одной пары профилей зубьев называются активными профилями.

Точки активных профилей зубьев колес передачи, входящие в контакт друг с другом на линии зацепления, например точки а₁ и а₂; в₁ и в₂, называются сопряженными точками.

Профили зубьев, состоящие из сопряженных точек называются сопрягаемыми профилями.

Угол φ_α, на который поворачивается зубчатое колесо за время зацепления одной пары профилей зубьев, называется углом торцового перекрытия.

Отношение угла торцового перекрытия к угловому шагу называется коэффициентом торцового перекрытия: , (3.15)

Так как отношение углов можно заменить отношением стягивающих их по основной окружности дуг, а отношение дуг отношением отрезков на касательной к основной окружности, представляющих их развертку, то

(3.16)

где g_α – длина активной линии зацепления.

p_α – шаг зацепления.

Шагом зацепления называется расстояние по линии зацепления между точками контакта соседних зубьев. Шаг зацепления равен шагу по основной окружности p_α = p_в.

Рис. 3.9

На рис. 3.9 показаны два соседних зуба одного из колес в момент когда в точке А начинается зацепление второй пары зубьев, при этом точка контакта первой пары К₁ находится на расстоянии шага зацепления от точки А, и в момент когда первая пара заканчивает зацепление в точке В, при этом точка контакта второй пары К₂ находится на расстоянии шага зацепления от точки В. Из рисунка видно, что на участках линии зацепления АК₂ и К₁В в контакте находится две пары зубьев, а на участке К₂ К₁ – в зацеплении находится одна пара зубьев. Таким образом в зацеплении находится попеременно то две; то одна пара зубьев. Участки линии зацепления АК₂ и К₁В называются зоной двухпарного, а участок К₂К₁ – однопарного зацепления. Значение коэффициента торцового перекрытия в этом случае будет 1< ε_α <2. Отношение длины зоны двухпарного зацепления к шагу зацепления показывает какую часть шага или времени зацепления одной пары профилей зубьев в контакте находится две пары зубьев, соответственно отношение зоны однопарного зацепления к шагу зацепления – какую часть шага в зацеплении будет находиться одна пара зубьев. Так например при ε_α=1,35 в зацеплении 0,35 шага будет находиться две пары зубьев, а 0,65 шага – одна.

Для того чтобы зубчатая передача была работоспособной необходимо чтобы в зацеплении постоянно была хотя бы одна пара зубьев, а, следовательно, коэффициент торцового перекрытия должен быть не меньше единицы: ε_α ≥1

Так как при изготовлении зубчатых колес и монтаже передачи имеют место погрешности, действительное значение ε_α может оказаться меньше расчетного, то расчетное значение ε_αр принимают: для зубчатых передач средней точности (6^ая, 7^ая, 8^ая степени точности) ε_αр ≥1,2 , а для зубчатых передач высокой точности (3^я, 4^ая, 5^ая степени точности) - ε_αр ≥1,1.

Вопросы для самоконтроля.

1. Каким свойством приведшим к его широкому применению обладает эвольвентное зацепление?

2. Что называется основной окружностью?

3. Назовите основные свойства эвольвенты.

4. От чего зависит радиус кривизны эвольвенты?

5. Назовите основные параметры эвольвентного зубчатого колеса.

6. Какая из окружностей зубчатого колеса называется делительной?

7. Что называется модулем зацепления?

8. Какая разница между делительными и начальными головками и ножками зубьев?

9. Что называется боковым зазором?

10. Что называется радиальным зазором?

11. Что называется линией зацепления?

12. Что называется углом зацепления?

13. Что называется активной линией зацепления?

14. Какие профили называются сопряжёнными?

15. Какой угол называется углом торцового перекрытия?

16. Что называется шагом зацепления?

17. Что называется коэффициентом торцового перекрытия?

18. Как характеризует величина коэффициента торцового перекрытия работу зубчатой передачи?

19. Чем определяется наименьшие значения действительного и расчётного значений коэффициента торцового перекрытия прямозубой цилиндрической передачи?