КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЗАКРЫТЫХ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ.

ОСНОВЫРАСЧЕТА ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ.

Силы в зацеплении прямозубых колес.

Силы взаимодействия зубьев определяют в полюсе зацепления р. Распределенную по контактной площадке нагрузку заменяют равнодействующей Fn, направленной по линии зацепления N-N. Для расчетов валов и опор силу Fn раскладывают на составляющие окружную Ft и радиальную Fr.

 

окружная силаFt = Fn·cosαw, где αw = 20˚ угол зацепления.

Ft = 2T2/d2 = 2T1/d1T1 и T2-вращающие моменты на шестерне и колесе, Н·м

 

 

На ведомом колесе направление окружной силы Ft совпадает с направлением вращения, на ведущем – противоположно ему.

 

СИЛЫВ ЗАЦЕПЛЕНИИ КОСОЗУБЫХ КОЛЕС.

 

 

В косозубой передаче нормальная сила Fn составляет угол β с торцом колеса. Разложим Fn на составляющие. В нормальной плоскости силу Fn раскладывают на окружную Ft и радиальную Fr.

В результате получаем силы:

 

- окружную Ft

 

- радиальную Fr

 

- осевую Fa

окружная сила Ft = 2T2/d2 = 2T1/d1

 

радиальная сила Fr = Ft·tgαw/cosβ

 

осевая сила Fa = Ft·tgβ

 

 

СИЛЫВ ЗАЦЕПЛЕНИИ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС.

Силу Fn считают приложенной перпендикулярно поверхности зуба на среднем делительномдиаметре. При известном вращающем моменте Т1 определяют окружную силу Ft на среднем делительном диаметре шестерни d1, а затем другие составляют радиальную силу Fr и осевую Fa.

 

 

 

окружная сила Ft = 2T1/d1 = 2T2/d2

 

радиальная сила на шестерне Fr1 = Ft·tgαw·cosδ1

 

осевая сила на шестерне Fa1 = Ft·tgαw ·sinδ1

 

силы на колесе Fr2 = Fa1, Fa2 = Fr1

СИЛЫВ ЧЕРВЯЧНОМ ЗАЦЕПЛЕНИИ

 

Окружная сила на колесе Ft2 равна осевой силе на червяке Fa1:

Fa1 = Ft2 = 2T2/d2

Окружная сила на червяке Ft1 равна осевой силе на колесе Fa2:

Ft1 = Fa2 = 2T1/d1

Радиальная сила на червяке Fr1 равна радиальной силе на колесе Fr2:

Fr1 = Fr2 = Ft2·tgα

Раздел №2: Виды разрушений и критерии работоспособности зубчатых и червячных передач.

Проходя при работе зону зацепления, зубья подвергаются циклическому нагружению. При этом на контактирующих поверхностях зубьев действует нормальная сила Fn и сила трения F.

 

 

Напряжения, возникающие в зоне контакта зубьев σн и у их основания σF, изменяются во времени по прерывистому отнулевому циклу.

Повторно-переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев или выкрашивания рабочих поверхностей. Скольжение и силы трения в зацеплении вызывают изнашивание и заедание зубьев.

 

ВИДЫРАЗРУШЕНИЙ ЗУБЬЕВ.

Характер разрушения зубьев зубчатых колес зависит от условийработы передачи.

 

1. усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев (закрытые хорошо смазываемые передачи)

Выкрашивание начинается вблизи полюсной линии. Выкрашивание является следствием действия повторно-переменных контактных напряжений σн.

 

 

1. поломка зубьев (высоконагруженные мелкомодульные передачи)

Прямые зубья разрушаются по сечению у основания зуба, косые-по наклонному сечению. Поломка является следствием действия повторно-переменных напряжений изгиба σF или перегрузки.

 

 

1. абразивное изнашивание боковой поверхности зубьев (открытые передачи)

Первоначальный профиль зубьев искажается, уменьшается поперечное сечение зубьев. Абразивное изнашивание происходит при попадании в зацепление абразивных частиц, продуктов изнашивания и т.п.

 

1. заедание поверхности зубьев (высоконагруженные передачи при больших удельных нагрузках)

В результате высокого давления происходит разрыв масляной пленки. Частицы материала одного зуба привариваются к другому зубу. Приварившиеся частицы материала образуют наросты, которые повреждают поверхности зубьев.

 

Раздел №3: Основы расчета на прочность.

проектный (геометрические размеры)

 

проверочный σ ≤ [ σ ] – напряжение

[ S ] = 1.2-2.5 - допускаемый запас прочности

S≥[S]

КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЗАКРЫТЫХ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ.

Основные критерии работоспособности зубьев:

1. контактная прочность (контактная выносливость)-это способность контактирующих поверхностей зубьев воспринимать действия переменных напряжений без появления усталостного выкрашивания зубьев.

 

1. прочность при изгибе (выносливость при изгибе)- способность зубьев воспринимать действия переменных напряжений без усталостной поломки зубьев.

 

Усталостное выкрашивание зубьев предупреждают расчетом на усталостную прочность по контактирующим напряжениям.

 

Усталостную поломку зубьев предупреждают расчетом на прочность по напряжениям изгиба.