5.4 Силы в зацеплении прямозубых цилиндрических пере­дач

Силы, возникающие в зацеплении, прилагаются к зубьям колес, за­тем передаются валам, на которых установлены эти колеса, от валов – под­шипникам и другим деталям. Знание величин и на­правле­ний дейст­вия этих сил совершенно необходимо конструк­тору для рас­чета перечис­ленных выше деталей.

Для упрощения задачи будем считать, что в зацеплении участвует одна пара зубьев, а точка зацепления совпадает с полюсом заце­пления П, как показано на рисунке 5.10. Распределенную по длине контактной линии нагрузку в зацеплении заменим равно­действующей силой , кото­рая направлена по линии зацепления NN и нормальна к кон­турам зубьев в точке зацепления. Силы трения в зацеплении не учиты­ваем, поскольку они малы.

Для практических целей интерес представляет не столько сила , сколько её составляющие – окружная сила , касательная к де­ли­тель­ным окружностям, и радиальная сила , направленная по ли­нии, со­еди­няющей центры колес.

Рисунок 5.10 – Иллюстрация к определению сил, дейст­вующих в зацеп­лении прямозубой цилиндрической передачи

Из рисунка 5.10 можно найти:

; (5.4)

, (5.5)

где – крутящие моменты на шестерне и колесе соответст­венно;

– диаметры делительных окружностей шестерни и колеса

соответственно;

– передаточное число передачи;

– угол зацепления.

В заключение заметим, что на ведомом колесе направле­ние силы совпадает с направлением вращения, а на ведущем – проти­вопо­ложно ему.

5.5 Контрольные вопросы

5.5.1 В чем заключается сущность нарезания зубьев зубчатых ко­лес методом копирования?

5.5.2 Каким путем возможно повысить точность обработки зубьев при нарезании их методом копирования?

5.5.3 Какое относительное движение совершают инструмент и за­готовка колеса при нарезании зубьев методом обкатки?

5.5.4 Какие очертания должны иметь режущие кромки зуборезного инструмента при нарезании зубьев методом обкатки?

5.5.5 Какой профиль в осевом сечении имеют режущие кромки чер­вячной фрезы?

5.5.6 Какие ограничения возникают при уменьшении числа зубьев зубчатого колеса?

5.5.7 В пределах одного модуля зуб какого колеса имеет макси­мальное поперечное сечение?

5.5.8 Как можно исключить подрезание зубьев колеса с малым числом зубьев?

5.5.9 С какой целью производится модифицирование зубчатых ко­лес и зубчатых передач?

5.5.10 Какое смещение зуборезного инструмента называется поло­жительным, а какое – отрицательным?

5.5.11 Как меняется геометрия зубьев при положительном смеще­нии инструмента и как – при отрицательном?

5.5.12 По какому основному признаку отличают высотную коррек­цию от угловой?

5.5.13 Понятия высотной коррекции и угловой коррекции относятся к отдельно взятым зубчатым колесам или же к зубчатым передачам?

5.5.14 Приведите зависимость окружной силы в зацеплении прямо­зубых колес от момента на шестерне и ее делительного диаметра.

5.5.15 Какой зависимостью связаны окружная и радиальная силы в зацеплении цилиндрических прямозубых колес?