17. Зубчатая прямозубая цилиндрическая передача.
Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес. Они используются в большинстве приборов и машин для согласования движения в широком диапазоне мощностей и скоростей; для передачи (с изменением угловой скорости и вращательного момента) вращательного движения и преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Они имеют высокий КПД (до0,97-0,98 для одной пары колес-ступени).
Цилиндрические зубчатые передачи-это передачи с параллельными осями. Они относятся к обычным передачам, поскольку имеют неподвижные геометрические центры всех колес.По относительному расположению поверхностей вершин и впадин зубьев колес зубчатые передачи классифицируются на передачи внешнего зацепления (при зацеплении колес с внешними зубьями) и на передачи внутреннего зацепления (при зацеплении колес, одно из которых имеет внутренние зубья, а другое внешние). Прямозубое колесо (передача с прямыми зубьями) имеет прямую линию зуба.
18.Конструкция зубчатых колес. Усилия в зацеплении.
У зубчатого колеса условно различают тело и зубчатый венец, отделяемый от тела соосной поверхностью впадин (соосной называют поверхность вращения, ось которой совпадает с осью колеса). Линия пересечения боковой поверхности зуба с какой-либо заданной поверхностью называется профилем зуба.
Конструктивные формы колес в значительной мере определяются их размерами (диаметром), видом производства (единичное, серийное) и способом соединения с валом. Колеса небольших диаметров (100-150 мм) изготовляют обычно цельными из штампованных заготовок без углублений. Колеса большего диаметра (до 400-500 мм) выполняют (для облгченя) с углублениями и отверстиями. Колеса больших диаметров (свыше 400-500 мм) изготовляют сварным в единичном и мелкосерийном производстве и литым в крупносерийном и массовом.
РИС 18. При передаче крутящего момента в зацеплении кроме нормальной силы Fn действует сила трения Fтр=Fn·f, связанная со скольжением. Под действием этих сил зуб находится в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают два основных напряжения: контактные напряжения Hи напряжения изгиба F. Они являются переменными во времени. Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев от напряжений изгиба и выкрашивание поверхности от контактных напряжений. С контактным напряжением и трением связаны износ, заедание и др. виды повреждения поверхности зубьев.
Для прямозубой цилиндрической передачи силу Fn раскладывают на окружную Ft и радиальную Fr составляющие.
Fn=Ft/cos aw Ft=2T1/d1 Fr=Ft·tg aw, где aw –угол зацепления, Т1- вращающий момент на шестерне.
19. Контактные напряжения в зубчатой передаче. Характер разрушения.
Контактные напряжения образуются в месте соприкосновения двух тел в тех случаях, когда размеры площадки касания малы по сравнению а размерами тел (сжатие двух шаров, шара и плоскости, двух цилиндров и т.п.). Если значение контактных напряжений больше допускаемого, то на поверхности деталей появляются вмятины, борозды, трещины или мелкие раковины. Подобные повреждения наблюдаются у зубчатых, червячных, фрикционных и цепных передач, а также в подшипниках качения. При расчете контактных напряжений различают два характерных случая: первоначальный контакт в точке; первоначальный контакт по линии.
Наименьшей контактной усталостью обладает околополюсная зона рабочей поверхности зубьев, где наблюдается однопарное зацепление. Поэтому расчет контактных напряжений принято выполнять при контакте в полюсе зацепления по формуле
H=1,18·(Eпр·Т1·КН·(u+1)/dw12·bw·sin2aw·u)<=[H]