Усилия в зацеплении зубчатых передач
При определении сил в зацеплении используют методы теоретической механики, а силами трения пренебрегают ввиду их малости.
Прямозубая цилиндрическая передача
Нормальная сила Fn направлена по линии зацепления (как по общей нормали к рабочим поверхностям зубьев).
Силу Fn раскладывают на окружную Ft и радиальную Fr составляющие:
– изгибающая зуб, – сжимающая зуб,
(1.17)
– угол главного профиля,
где – угол зацепления; Т – вращающий момент на колесе (шестерне).
Векторы радиальных сил у колес с внешним зацеплением направлены я центру, а у колес с внутренним зацеплением – от центра зубчатого колеса.
Косозубая и шевронная цилиндрические передачи.
Силу в зацеплении передачи раскладывают на окружную Ft , осевую Fa и радиальную Fr составляющие (рис. 1.7 а):
(1.18)
где – угол зацепления косозубой передачи в нормальном сечении; β – угол наклона линии зуба.
Осевая сила Fa, стремящаяся сдвинуть колесо вдоль оси вала, дополнительно нагружающая опоры валов, детали корпусов, является недостатком косозубых передач.
Направление окружной и радиальной сил такое же, как и в прямозубой передаче. Осевая сила параллельна оси колеса, а направление вектора зависит от направления вращения колеса и направления линии зуба (рис. 1.8).
Конические зубчатые передачи.
В зацеплении прямозубой конической передачи (см. рис. 1.7 б) нормальная сила Fn также
Рис. 1.7. Усилия в зацеплениях косозубых (а) и конических (6) колес
раскладывается на три составляющие, рассчитываемые по среднему делительному диаметру d:
(1.19)
Направления сил на ведущем и ведомом колесах противоположны, и имеют место равенства .
Рис. 1.8. Направления сил на ведущем колесе косозубой передачи