Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
А зубчатая домой.docx
Скачиваний:
15
Добавлен:
20.11.2019
Размер:
717 Кб
Скачать
☆

Зубчатые передачи 14.10. Расчетная нагрузка пишем самое важное!!!

В зубчатом зацеплении при работе передачи действуют допол­нительные нагрузки, вызываемые условиями нагружения, погреш­ностями изготовления и податливостью зубьев, валов и опор, упру­гими перекосами валов, начальными погрешностями изготовления деталей, образующих узел зубчатой передачи. В расчетах это учи­тывают умножением номинального момента Т или силы F на коэф­фициент нагрузки K, определяя тем самым расчетную нагрузку:

Тр=KТ или Fp =KF.

1. При расчете по контактным напряжениям коэффициент на­грузки

Коэффициентом КА оценивают внешнюю динамическую на­грузку передачи при совместной работе с двигателем и исполни­тельным звеном, не учтенную в циклограмме нагружения. Значения

174

КА зависят от степени равномерности нагружения двигателя и ис­полнительного звена (КА ≥ 1).

При равномерном режиме нагружения двигателя и режиме на­гружения исполнительного звена с малой неравномерностью

КА =1,25.

Если в циклограмме учтены внешние динамические нагрузки,

то КА = 1.

Индекс у коэффициента КHβ неравномерности распределения нагрузки пo длине контактных линий выбран в связи с тем, что неравномерность распределения нагрузки связана с изменением пер ­воначального угла β наклона зуба.

Коэффициент КHV учитывает внутреннюю динамику нагруже­ния, обусловленную прежде всего ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса. Индекс под­черкивает основное влияние на его величину окружной скорости.

Индекс у коэффициента КHα распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями шага зацепления и направления зуба обусловлен тем, что распределение нагрузки между зубьями рас­сматривают в нормальной плоскости, где измеряют угол α зацепления. Неравномерность распределения нагрузки по длине кон­тактных линий (коэффициент КHβ).,Поэтому коэффициент KHβ выбирают в зависимости от отношения ψbd = b2/ d1.

Зубья зубчатых колес могут прирабатываться: в результате повышенного местного изнашивания распределение нагрузки стано­вится более равномерным. Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период ра­боты и после приработки KHβ .

Значение коэффициента находят в зависимости от степени точности по нормам контакта, отношения ψbd = b2/ d1 , схемы расположе-

ния передачи относительно опор и твердости зубьев ( = 1,05 ... 1,5).

Рис. 14.15

Значение ψbd вычисляют по формуле: ψbd = 0,5ψba (u ± 1), где ψba -коэффициент ширины венца.

Коэффициент КHβ определяют по формуле

где KHw - коэффициент, учитывающий приработку зубьев, его зна­чения находят в зависимости от окружной скорости для зубчатого колеса с меньшей твердостью. Способность к приработке понижается (значения KHw увеличиваются) с повышением твердости и окруж­ной скорости. При окружной скорости 5 м/с и поверхностной твердости Н = 300 НВ коэффи­циент KHw = 0,4; при Н = 47,5 HRC - KHw = 0,9. Повышение окружной скорости способствует соз­данию между зубьями устойчивого масляного слоя, защищающего их от изнашивания.

Для снижения значения коэффициента КHβ

Рис. 14.16

неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии следует располагать колеса симметрично относительно опор, увели-

176

чивать жесткость зубчатых колес, валов, опор (применять ролико­вые подшипники вместо шариковых), повышать точность изготов­ления (самих зубчатых колес, отверстий под опоры в корпусах и др.), применять бочкообразные зубья (рис. 14.14 и 14.16).

Внутренняя динамическая нагрузка в зацеплении (коэффи­циент KHV) связана с ударами зубьев на входе в зацепление из-за ошибок изготовления шага и деформации зубьев под нагрузкой. Для безударной работы необходимо, чтобы зубья входили в зацепление и выходили из него по линии зацепления, т.е. чтобы были равны ша­ги зацепления колес под нагрузкой. Если шаг зацепления шестерни меньше шага колеса, то происходит преждевременный вход в зацеп­ление кромки ведомого колеса и наблюдают кромочный (по вершине зуба) удар. При шаге зацепления шестерни большем шага колеса происходит запаздывание выхода из зацепления предшествующей пары зубьев, в результате чего последующая пара с ударом входит в контакт не в начале, а в середине рабочего участка линии зацепле­ния - срединный удар.

Рис. 14.17

Коэффициент внутренней ди­ намической нагрузки KHV прини-­ мают в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей (KHV=1,01...1,6). Меньшие значения KHV соответствуют косозубым твердым передачам высокой точ­ности, работающим при малых окружных скоростях.

178

Для уменьшения внутренней динамической нагрузки следует по­вышать точность изготовления по нормам плавности, использо­вать косозубые или шевронные передачи, применять фланкирован­ные зубья (зубья со срезанной вершиной, рис. 14.17, чтобы не нару­шалась, теорема зацепления, срезание производят тоже по эволь­венте, но основной окружности 2 меньшего, чем основная окруж­ность 1, диаметра).

Числовые значения коэффициентов , KHV , KHw приведены

в литературе в виде таблиц или графиков.

Неравномерность распределения нагрузки между зубьями

(коэффициент KHα) зависит от погреш­ностей изготовления: погреш­ностей шагов и направления зубьев, в результате чего при касании одной пары зубьев сопряженных колес в другой паре возможен за­зор. Вследствие деформирования зубьев при приложении нагрузки зазор может быть выбран, но при этом неизбежна неравномерность распределения нагрузки: более нагружены зубья с первоначальным касанием, менее - с первоначальным зазором. Коэффициент KHα оп­ределяют с учетом возможной вследствие повышенного местного изнашивания приработки. Поэтому рассматривают коэффициенты распределения нагрузки в начальный период работы и после

приработки КНα .

Значение коэффициента находят в зависимости от степени точности (nст = 5, 6, 7, 8, 9) передач по нормам плавности:

,

2. При расчете по напряжениям изгиба коэффициент нагрузки


179


КFV - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку, принимают в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твердости поверхностей зубьев колеса (КFV = 1,01 ... 2). Меньшие значения соответствуют косозубым твердым передачам высокой точности, работающим при малых окружных скоростях.

КFα - коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изго­товления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями, определяют так же, как при расчетах на контактную проч­ность: КFα = .

В связи с менее благоприятным влиянием приработки на изгиб-ную прочность, чем на контактную, и более тяжелыми последствия­ми из-за неточности при определении напряжений изгиба, приработку зубьев при вычислении коэффициентов КFβ и КFα не учитывают.