Силы, действующие в зацеплении колес

Сила нормального давления F_n, являющаяся результирующей мгновенных давлений, направлена по нормали к эвольвентной поверх­ности зуба (рис. 24).

Рис. 24. Силы в зацеплении цилиндрических косозубых колес

Для удобства анализа разложим пространственное усилие F_n на составляющие в системе координат, имеющей начало в полюсе зацепления, и направим одну составляющую F_t (окружную) вдоль вектора окружной, вторую F_r - по радиусу начальной окружности к центру колеса и третью составляющую F_а ,осевую, - параллельно оси вращения колеса.

Сила F_n1, действующая на зуб шестерни (см. рис. 24, а), - это реакция ведомого колеса, поэтому окружная сила F_t1 направлена навстречу движению шестерни и равна:

(7.1)

Нормальное усилие F_nвсегда направлено в сторону центра вращения, поэтому и его радиальная составляющая также направлена к центру вращения:

(7.2)

Направление осевой силы F_a1 зависит от направления зуба (правое или левое) (см. рис. 24, б):

F_a1= F_t1 ∙ tgβ (7.3)

Как видно из рис. 24, в, сила нормального давления на зуб равна F_n = F₁ / cos α_nw.

Поскольку F₁= F_t1 / cos β, то:

(7.4)

С учетом выражения окружного усилия через крутящий момент получим:

(7.5)