11.4 Проверка передачи на отсутствие при действии пиковых нагрузок общих остаточных деформаций или хрупкого излома зубьев

Эту проверку проводят для зубьев каждого колеса пары по следующему условию:

12. Геометрический расчет зацепления цилиндрической зубчатой передачи

Высота зуба: .

Толщина зуба по де лительной окружности:

.

Радиальный зазор: .

Угол профиля исходного контура:

Угол наклона зубьев на основном цилиндре:

Делительный угол в торцовом сечении:

Так как модификация отсутствует, то есть , то начальные цилиндры зубчатых венцов колес совпадают с их делительными, тогда

- угол наклона зубьев на начальном цилиндре равен: ;

- торцовый угол зацепления в полюсе равен:

Делительные диаметры:

шестерни: ;

колеса: .

Начальные диаметры:

шестерни: ;

колеса: .

Основные диаметры:

шестерни: ;

колеса: .

Диаметры вершин:

шестерни: ;

колеса: .

Диаметры впадин:

шестерни: ;

колеса: .

Торцовый угол зацепления у вершин зубьев:

шестерни: ;

колеса:

13. Определение усилий в зацеплении зубчатых колес

Составляющие (называемые усилиями в зацеплении зубчатых колес) равнодействующей F_n нормального (к профилю зубьев при их зацеплении в полюсе) взаимного давления зубьев друг на друга определяют по следующим формулам:

- окружные усилия ;

- осевые ;

- радиальные ,

где Т₁; Т₂ – крутящие моменты, соответственно, на шестерне и колесе;

d_w1, d_{w 2} – диаметры начальных окружностей шестерни и колеса;

_w – угол наклона зубьев на начальных цилиндрах зубьев колес;

_{t w} – торцовый угол зацепления зубьев в полюсе.

Так как модификация профиля зубьев отсутствует начальные цилиндры зубчатых венцов колес совпадают с их делительными цилиндрами, вследствие чего: , , .

Вышеуказанные зависимости получены без учета сил трения, возникающих на рабочих поверхностях зубьев при их зацеплении, влияние которых по причине малости коэффициента трения – незначительно.

Вследствие неизбежного неравномерного распределения удельной нагрузки по ширине зубчатого венца, ее равнодействующая F_n смещена от его середины. Однако при допустимых значениях коэффициента неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба (K_H1.5) это смещение очень незначительно. В связи с этим, с достаточной для практических расчетов точностью, можно принимать, что усилие зацепления F_n приложено в середине зубчатого венца колес.

14. Выбор типа и способа смазывания зубчатых колес

Смазывание зубчатого зацепления применяют с целью снижения интенсивности изнашивания, отвода от трущихся зубьев теплоты и продуктов их износа, повышения КПД передачи. Кроме этого, большая стабильность коэффициента трения и демпфирующие свойства слоя смазочного материала, находящегося между взаимодействующими профилями зубьев, способствуют снижению динамичности приложения нагрузок и повышению сопротивляемости колес заеданию рабочих поверхностей их зубьев.

В зависимости от условий работы зубчатых передач для смазывания зацеплений их зубчатых колес используют жидкие, пластичные и твердые смазочные материалы.

Наиболее широкое применение для смазывания зубчатых зацеплений колес редукторов получили жидкие смазочные материалы.

Наибольшее распространение из жидких смазочных материалов имеют нефтяные жидкие масла. Синтетические смазочные жидкости (гликоли, силиконы, фторуглероды и хлоруглероды), вследствие их дороговизны, применяют при особых условиях эксплуатации, например, при высоких или низких температурах, при которых нефтяные масла неработоспособны.

Вопрос правильного выбора вязкости масла, предназначаемого для смазываня зацеплений колес зубчатых передач, основывается на экспериментальных данных и опыте эксплуатации.

Ориентировочное значение необходимой вязкости масла, выбираемого для смазывания зубчатых передач, имеющих стальные колеса, можно определить по данным [3, рис. 19.1] в зависимости от фактора _3n , определяемого по следующей формуле:

,

где Н_HV – твердость по Виккерсу активных поверхностей зубьев: Н_HV=530 HV, МПа

.

Определив требуемую величину вязкости масла, назначаем его необходимую марку И-Т-Д100. Вяскость при 40⁰ С , температура застывания -40⁰ С выбираем масло.

В настоящее время для зацеплений колес зубчатых передач редукторов применяют картерный и цирк уляционный способы их смазки.

Картерный способ смазки назначают при окружной скорости колёс до 12.5 м/с. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостатке масла. Кроме этого, увеличиваются потери мощности на перемешивание масла, что приводит к повышению его температуры, ухудшающему смазочные свойства масла.

При картерной смазке одно или несколько зубчатых колес смазывают погружением их в ванну с жидким смазочным материалом, расположенную в нижней части корпуса передачи, называемой в этом случае картером. Остальные узлы и детали, в том числе подшипники качения, смазываются за счет разбрызгивания масла зубьями погруженных в него колёс и циркуляции внутри корпуса образующегося при этом масляного тумана.

Глубину погружения цилиндрических зубчатых колёс, согласно [2, c. 299], рекомендуется выбирать в пределах 0.75...2.0 высоты их зубьев h, но не менее 10 мм. Так как , то глубина погружения буде равна 10 мм. В этой рекомендации учтено, что в процессе работы глубина погружения зубьев уменьшается из-за разбрызгивания масла и его прилипания к стенкам корпуса и другим деталям передачи.

Толщину масляного слоя между зубчатыми колёсами и днищем корпуса назначают достаточно большой, чтобы продукты износа могли оседать на дне картера и не попадали на рабочие поверхности деталей. Рекомендуется [3, c. 300] толщину этого масляного слоя назначать не менее двух толщин (2) стенок корпуса редуктора.

При картерном смазывании зубчатых зацеплений заправку в корпус передачи предварительно отфильтрованного масла производят через смотровой люк или через заливную пробку-отдушину, завинчиваемую либо в крышку смотрового люка, либо непосредственно в корпус редуктора (в верхней его части).