14.6. Шевронные цилиндрические передачи

Шевронное колесо представляет собой сдвоенное косозубое колесо, выполненное как одно целое (см. рис. 11.1, в). Вследствие противополож­ного направления зубьев на полушевронах осевые силы F_a / 2 взаимно уравновешены на колесе и на подшипники не передаются (рис. 14.5). Это обстоятельство позволяет принимать у шевронных колес угол наклона зуба β = 25...40°, что повышает нагрузочную способность и плавность работы передачи.

Рис. 14.5. Схема сил, действующих на шевронной шестерне

Шевронные зубчатые колеса изготовляют с дорожкой в середине колеса для выхода режущего инструмента (червячной фрезы, см. рис. 14.5) или без дорожки при нарезании долбяком или гребенкой со специаль­ной заточкой (см. рис. 11.1, в). Колеса без дорожки нарезают на специ­альных и дорогих станках. Само нарезание таким способом малопро­изводительно. Поэтому колеса без дорожки применяют реже, чем ко­леса с дорожкой. Ширина дорожки а = (10...15)т, где т— модуль за­цепления.

Шевронный зуб требует строго определенного осевого положения шестерни относительно колеса, поэтому вал одного из колес пары (обычно вал шестерни) монтируют в подшипниках, допускающих осевую «игру» вала (плавающий вал).

Шевронные передачи дороже в изготовлении, их применяют в мощных быстроходных закрытых передачах.

Геометрический и прочностной расчеты шевронной передачу ана­логичны расчетам косозубой передачи. Для шевронной передачи коэф­фициент ширины венца колеса ψ_Ьа = 0,4..1,0.

14.7. Зубчатые передачи с зацеплением м. Л. Новикова

Эвольвентное зацепление, распространенное в современном маши­ностроении, является линейчатым, так как контакт зубьев происходит по линии (практически по узкой площадке), расположенной вдоль зуба (рис. 14.6) и имеет поэтому повышенную чувствительность к пере­косам. Этот недостаток может быть уменьшен при точечном контакте.

М. Л. Новиковым было предложено точечное зацепление, в котором профили зубьев колес в торцовом (поперечном) сечении очерчены по дугам окружности (рис. 14.7). Зуб шестерни выполняют выпуклым, а зуб коле­са — вогнутым, что увеличивает их приведенный радиус кривизны, повышая тем самым контактную прочность передачи.

При Н < 350 НВ нагрузочная способность передачи Новикова по контактной прочности в 1,7 раза больше, чем у аналогичной по раз­мерам и материалу эвольвентной косозубой передачи.

В зацеплении Новикова контакт зубьев происходит в точке и зубья касаются только в момент прохождения профилей через эту точку (рис. 14.7), а непрерывность передачи движения обеспечивается вин­товой формой зубьев. Поэтому зацепление Новикова может быть толь­ко косозубым с углом наклона зубьев $ = 15...20°. Точка контакта пере­мещается вдоль зубьев от одного края к другому. Положение точки контакта зубьев характеризуется ее смещением от полюса, а линия зацепления располагается параллельно оси колеса. В результате упругой деформации и приработки под нагрузкой точечный контакт переходит в контакт по малой площадке (рис. 14.7). При взаимном перекатывании зубьев контактная площадка перемещается вдоль зуба с большой ско­ростью, превышающей окружную скорость примерно в три раза, что создает благоприятные условия для образования устойчивого масляно­го слоя между зубьями. По этой причине потери на трение в передаче Новикова значительно меньше.

Применяют передачи Новикова с одной линией зацепления — запо-люсные (реже — дополюсные) и с двумя линиями зацепления — дозапо-люсные. В передачах с одной линией зацепления профиль зуба одного колеса (как правило, шестерни) выпуклый (см. рис. 14.7), а другого — вогнутый. Если ведущим звеном является шестерня с выпуклым про­филем зубьев, то точка контакта расположена за полюсом и передачу называют заполюсной. Если ведущим является колесо с вогнутым про­филем, то передача — дополюсная.

Дозаполюсную передачу (рис. 14.8) можно представить как сочетание дополюсной и заполюсной передач. Головки зубьев шестерни и колеса имеют выпуклый профиль, а ножки — вогнутый. Эта передача имеет большую контактную и изгибную прочность.

Для нарезания выпуклых и вогнутых зубьев заполюсной или до­полюсной передачи требуются два разных инструмента (два исходных

контура). Зубья дозаполюсной передачи нарезают одним инструмен­том.

Существенным недостатком зацепления Новикова является повы­шенная чувствительность к изменению межосевого расстояния и коле-^ баниям нагрузок. Точечный контакт в отличие от линейчатого приво­дит к снижению изломной прочности. Особенно опасно зацепление вблизи торцов, где выламываются края зубьев.

С зацеплением Новикова изготовляют не только цилиндрические, но и конические передачи.

Расчет передач с зацеплением Новикова ведут аналогично расчету передач с эвольвентным зацеплением, но с учетом их особенностей.

Контрольные вопросы

1. Каковы преимущества косозубых цилиндрических передач по сравнению с прямо­зубыми?

2. Как влияет на работу косозубой передачи изменение угла наклона зубьев? Реко­мендуемые значения этих углов. Почему ограничивают максимальное значение угла на­клона зуба?

3. Какие модули зацепления различают для косозубых колес и какова зависимость между ними? Какой модуль стандартизован?

4. От каких факторов зависят направления окружной и осевой сил в косозубой передаче?

1. Изменение каких параметров зубчатых колес влияет на их контактную прочность?

5. В каких случаях применяют шевронные зубчатые колеса и какими достоинствами они обладают по сравнению с косозубыми? Каковы недостатки шевронных передач?

6. Какие рекомендуются углы наклона зубьев шевронных колес и почему допуска­ется их большая величина, чем у косозубых?

7. Назовите достоинства и недостатки зубчатой передачи с зацеплением Новикова и сравните с зубчатой передачей с эвольвентным зацеплением.