Силы в зацеплении

Силы принято определять в полюсе W (рис.4.5) зацепления.

По линии зацепления b – b (рис. 4.5) действует нормальная сила F_n. Для удобства расчетов силу F_n принято раскладывать на три составляющие:

Следовательно, на рис. 4.5 дана схема сил для шестерни:

F_t = 2000Т / d, (4.1)

где Т – Н∙м; d – мм;

2) F_r – радиальная сила, направленная по линии центров (радиусам). Для внешнего зацепления – к оси вращения, для внутреннего – от оси.

В торцовой плоскости t – t (рис. 4.5) имеем

F_r = tgα_t, (4.2)

где α_t – делительный угол профиля в торцовой плоскости: tgα_t = tgα_n / cosβ; α_n– нормальный угол зацепления, β – угол наклона зубьев. В практических расче-тах α_t ≈ α_n =20°.

3) F_a – осевая сила, направленная параллельно оси а – а зубчатого коле-

са. Силы F_t и F_а как составляющие нормальной силы F_n′, всегда находятся вне линии зуба(рис. 4.5). В делительной плоскости:

F_а = F_ttgβ. (4.3)

Необходимый в дальнейших расчетах основной угол наклона зуба

β_b (в основной плоскости зацепления b) определяется как β_b = arcsin(sinβcosα_n).

Полная нормальная сила (рис. 4.5):

F_n = F_nt / cosβ_b = F_t / (cosα_tcosβ_b). (4.4)

Дляпрямозубыхпередач во всех формулах β = β_b = 0; α_t = α_n = α;

F_t = 2000T / d; F_r = F_ttgα; F_a = 0; F_n = F_t / cosα.

Недостатком косозубых передач является наличие осевых сил F_а, кото-рые дополнительно нагружают опоры валов, усложняя их конструкцию.

Рис. 4.6

В косозубых передачах углы β ограничены в пределах 8…18°. Указанный недостаток устранен в шевронной передаче, которая представляет собой сдвоенную косозубую с противоположным наклоном зубьев на полушевронах. Из рис. 4.6 видно, что осевые силы Fа /2 взаимоуравновешены.