Коэффициент нагрузки

Расчет зубьев на прочность ведут по расчетной погонной нагрузке q: , которая представляет собой отношение полезной силы F к суммарной длине контактной линии. В этой формуле входит коэффициент K, который отражает влияние работы зубчатой передачи.

Реальные зацепления отличаются от идеального, поэтому вводят в расчет коэффициенты нагрузки. В общем случае коэффициенты нагрузки это произведение двух коэффициентов: ;

Расчетная нагрузка складывается из трех нагрузок:

1. Номинальная расчетная нагрузка (полезная),нагрузка, которая прикладывается к зубу передачи.

2. Дополнительная нагрузка учитывающая неравномерность распределения номинальной нагрузки по длине зуба.

3. Дополнительная нагрузка, учитывающая динамические явления, связанные с точностью изготовления зубчатых колес.

Эти две дополнительные нагрузки учитываются введением в расчет коэффициента нагрузки K:

- коэффициент концентрации нагрузки или неравномерности распределения нагрузки по длине зуба (по ширине зубчатого венца).

- коэффициент динамичности нагрузки, коэффициент внутренней динамики передач.

- при расчете на изгиб

- при расчете на контактную прочность

К_F и К_H – отличаются

1. Коэффициент концентрации нагрузки или неравномерности распределения нагрузки по длине зуба (ширине зубчатого венца). Рис 1

В полюсе зацепления действует F_r , направлена от полюса зацепления к центру колеса. Валы прогнуться, зубчатые колеса повернуться. Линия контакта изменит свое расположение, вследствие чего неравномерность распределения нагрузки.

Также возможна и деформация подшипников их смещение. Погрешности изготовления приводят к тому же эффекту (не параллельность осей)

Валы прогибаются в противоположном направлении под действием сил зацепления.

Е сли бы система была абсолютно жесткой, то они соприкасались своими концами, нор реальные зубчатые колеса обладают упругостью, деформация зубьев уменьшает влияние перекосов и в большинстве случаев сохраняет их соприкосновение по всей длине, но в этом случае нагрузка перераспределяется в соответствии с деформации отдельных участков зубьев.

,

где q_ср – средний интенсивность нагрузки,

K_B – коэффициент неравномерности распределения нагрузки (или коэффициент концентрации нагрузки характеризует отношение максимальной нагрузки к средней)

При прочих равных условий влияние перекоса зубьев увеличивается с увеличением ширины зубчатого колеса b, поэтому ее ограничивают . Концентрация нагрузки увеличивает контактное напряжение и напряжение изгиба.

П ри реальных нагрузках появляются радиальные составляющие за счет угла наклона зуба.

Если на вал действует нагрузка, радиальный вал будет иметь прогиб.

Зубчатое колесо меняет свое положение. Если бы колеса были жесткими, контакт имел бы место в точке. Но реальные зубчатые колеса обладают упругостью. Погонная нагрузка за счет деформации поверхности распределится неравномерно.

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки характеризуется отличием удельного давления при касании по линии контакта при деформации.