§7 Цилиндрические косозубые и шевронные зубчатые передачи.

Устройство и основные геометрические и силовые соотношения

Косозубые зубчатые переда­чи, как и прямозубые, предназначены для передачи момента между параллельными валами . У косо­мубых колес оси зубьев располага­ются не по образующей делитель­ного цилиндра, а по винтовой линии, составляющей с образующей угол β. Угол наклона зубьев β принимают равным 8 — 15⁰, он одинаков для обоих колес, но на одном из сопряженных колес зубья наклонены вправо, а на другом влево. Передаточное число для одной пары и < 12. В прямозубых передачах линия контакта параллельна оси, а в косозубых расположена по диагонали на поверхности зуба (контакт в прямозубых передачам осуществляется вдоль всей длины зуба, а в косо­зубых — сначала в точке увеличивается до прямой, «диаго­нально» захватывающей зуб, и постепенно уменьшается до точки).

Достоинства косозубых передач по сравнению с прямо­зубыми: уменьшение шума при работе; меньшие габаритные размеры; высокая плавность зацепления; большая нагрузочная способность; значительно меньшие дополнительные динами­ческие нагрузки.

Направление осевой силы зависит от направления вра­щения колеса, направления винтовой линии зуба, а также от того, каким является колесо — ведущим или ведомым. Осевая сила дополнительно нагружает валы и опоры, что является недостатком косозубых передач.

Шевронные зубчатые колеса, представляют собой раз­новидность косозубых колес. Цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями, называют шевронным колесом. Часть венца зубчатого колеса, в пределах которого линии зубьев имеют одно направление, называют полушевроном. Различают шевронные колеса с жестким углом, предназ­наченным для выхода режущего инструмента при нарезании зубьев. Шевронные передачи обладают всеми преимуществами косозубых, и осевые силы противоположно направ­лены и на подшипник не передаются. В этих передачах допускают большой угол наклона зубьев (β = 25…40°). Ввиду сложности изготовления шевронные передачи применяют реже, чем косозубые, т. е. в тех случаях, когда требуется переда­вать большую мощность и высокую скорость, а осевые нагрузки нежелательны.

Косозубые и шевронные колеса в отличие от пря­мозубых имеют два шага и два модуля: в нормальном течении по делительной окружности —нормальный шаг р_т в торцовой плоскости — торцовый шаг.

Для косозубых и шевронных колес значения нормаль­ного модуля т„ стандартизованы, так как профиль косого зуба в нормальном сечении соответствует исходному контуру инструментальной рейки, (косозубые и шевронные колеса нарезают тем же способом я инстру­ментом, что и прямозубые). Нормальный модуль т„ яв­ляется исходным при геометрических расчетах.

В косозубой передаче сила F , действующая на зуб косозубого колеса, направлена по нормали к профилю зуба, т. е. по линии зацепления экви­валентного прямозубого колеса, и составляет угол а с каса­тельной к эллипсу. Эту силу разложим на две составляющие: окружную силу на эквивалентном колесе F₁ , и радиальную (распорную) силу на этом колесе F _r

Если, в свою очередь, силу F₁ разложить по двум направлениям, то получим такие силы: F_t -окружную силу F_a - осевую.

Винтовая передача (разновидность косозубой) состоит из двух косозубых цилиндрических колес. Однако в отличие от передачи косозубыми цилиндрическими коле­сами с параллельными валами касание между зубьями здесь происходит в точке и при значительных скоростях сколь­жения. Поэтому при значительных нагрузках винтовые зубча­тые передачи работать удовлетворительно не могут.