Рекомендации по выбору нерасчетных параметров

1. ; ;

2. 

3. Коэффициент ширины зубчатого венца относительно межосевого расстояния зависит от жесткости валов и точности передачи (табл. 5).

Таблица 5 – Рекомендации по выбору коэффициента ширины зубчатого венца

	Блочные пары
	Коробки скоростей
	Редукторы

4. Практически используют степени точности с 6 () по 9 ().

5. Сопряжения: А (повышенный боковой зазор); В; С; Д; Е; Н (нулевой зазор).

6.3 Силы в зацеплении зубчатых колес

Силы взаимодействия между зубьями принято определять в полюсе зацепления Р (рис. 8). Распределенную по контактным линиям нагрузку в зацеплении заменяют равнодействующей , которая направлена по линии давления (зацепления) NN. Силами трения в зацеплении пренебрегают, так как они малы. Для расчета зубьев, валов и опор силу раскладывают на составляющие:

• окружная сила

.(27)

На ведомом колесе направление силы совпадает с направлением вращения, на ведущем — противоположно ему;

• радиальная сила

. (28)

Направлена из полюса по радиусу к оси вращения.

Тогда сила нормального давления зуба на зуб

. (29)

Рисунок 8 - Схема сил в прямозубой цилиндрической передаче

7 Расчеты цилиндрических прямозубых колес на прочность

7.1 Виды разрушений зубьев

Правильно спроектированная и изготовленная передача при выполнении всех правил эксплуатации не должна перегреваться и производить при работе сильного шума. Появление значительного перегрева и чрезмерного шума свидетельствует о недостатках в работе передачи, связанных с ее конструкцией, изготовлением, неправильным выбором смазочного материала или возможными повреждениями зубьев. Наблюдаются следующие виды разрушения зубьев: их поломка, изнашивание, заедание, выкрашивание рабочих поверхностей [1-9].

Поломка зубьев. Этот вид разрушения зубьев полностью выводит передачу из строя. Чаще поломка наблюдается у основания зуба (рис. 9,а) вследствие периодического действия переменной нагрузки, а также в результате значительной кратковременной перегрузки (ударной нагрузки). Если зуб работает одной стороной, то первоначальная трещина, как правило, образуется в зоне растяжения. Трещина распространяется вдоль основания ножки зуба, а иногда к его вершине или по какой-то рабочей части зуба. Долговечность зубьев можно повысить, увеличив прочность основания зуба и уменьшив концентрацию напряжений в опасном сечении.

Рисунок 9 – Виды повреждений зубьев

Выкрашивание рабочих поверхностей зубьев. Этот вид повреждения зубьев нарушает нормальную работу всей передачи, но не выводит ее из строя полностью. Чаще это повреждение наблюдается в закрытых передачах, работающих при обилии смазочного материала. Выкрашивание поверхности зубьев возникает на ножках зубьев колес вблизи полюсной линии (см. рис. 9,а). Смазочный материал, который заходит в микротрещины, находясь под действием внешнего давления (при работе передачи), расклинивает трещины. Повторяясь, такие действия приводят к откалыванию части металла (рис. 9,б). Диаметр ямок выкрашивания (оспинок) доходит до 2...5 мм. Установлено, что чем тверже поверхности зубьев и чем меньше шероховатость их поверхностей, тем большую нагрузку они могут выдерживать без опасности возникновения выкрашивания. Более вязкое масло способно лучше гасить динамические нагрузки на зубья и тем самым уменьшать выкрашивание поверхности зубьев. В открытых передачах выкрашивание наблюдается очень редко, так как поверхностный слой, в котором возникают начальные трещины, истирается раньше, чем в нем успевает произойти усталостное выкрашивание.

Изнашивание зубьев чаще наблюдается в открытых передачах, чем в закрытых, заключается в истирании рабочих поверхностей (рис. 9,в) вследствие попадания в зону зацепления металлических частиц, пыли, грязи (абразивное изнашивание). Изнашивание может начаться также в результате недостаточно гладкой поверхности у новой передачи и продолжаться до сглаживания неровностей рабочих поверхностей зубьев.

Заедание зубьев. Наблюдается как в открытых, так и в закрытых тихоходных, тяжело нагруженных передачах (рис. 9,г). Этот вид повреждения зубьев заключается в том, что под действием высоких давлений сопряженные поверхности зубьев сцепляются одна с другой настолько сильно, что частицы металла с поверхности зубьев в зоне раздавленной масляной пленки отрываются и прихватываются к поверхности зубьев парного колеса; при последующем относительном движении зубьев эти частицы делают на рабочих поверхностях борозды, задиры.

Правильно спроектированные передачи должны быть рассчитаны так, чтобы любая из возможных причин повреждения зубьев была исключена. В соответствии с этим проверяют выносливость рабочих поверхностей (расчет на контактную и изгибную прочность). Общепринятой методики расчета зубьев на изнашивание и заедание в настоящее время нет. Открытые передачи рассчитываются на изгиб, закрытые — на контактную и изгибную прочность.

Критерии работоспособности зубчатых колес:

1. Контактная усталостная прочность зубьев.

2. Изгибная усталостная прочность зубьев.

3. Статическая контактная прочность (в условиях возможных перегрузок).

4. Статическая изгибная прочность (в условиях возможных перегрузок).

Основным критерием работоспособности закрытых передач является контактная выносливость активных поверхностей зубьев (сокращенно - контактная прочность). По этой причине основные размеры передачи определяют из расчета по контактным напряжениям, затем зубья проверяют на изгиб (рис. 10).

Рисунок 10 – Схема нагружения зуба зубчатого колеса