Качественные показатели зубчатых передач и их связь с геометрическими параметрами передачи
Причинами выхода из строя зубчатых передач являются: излом зубьев; усталостное выкрашивание поверхностных слоев; абразивный износ и заедание зубьев.
· Излом зубьев. Для предотвращения излома зубья рассчитывают на изгиб. Прочность зубьев на изгиб зависит от толщины зуба в основании, которая изменяется пропорционально толщине зуба по делительной окружности. Чем больше окружная делительная толщина зуба, тем выше прочность зубьев на изгиб, а толщины зубьев прямо пропорциональны коэффициентам смещений x1 и х2.
· Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев. Для предотвращения усталостного выкрашивания поверхностных слоев зубьев зубчатую передачу рассчитывают на контактные напряжения. Контактные напряжения зависят от размеров площади контакта поверхностей зубьев, которые в свою очередь зависят от приведенной кривизны профилей зубьев в точках контакта:
где ρпр – приведенный радиус кривизны; ρ1, ρ2 – радиусы кривизны эвольвентных профилей зубьев первого и второго колес.
Чем больше угол зацепления, тем меньше приведенная кривизна, больше размеры площадки контакта, а следовательно, меньше контактные напряжения и опасность усталостного выкрашивания поверхностных слоев зубьев. Угол же зацепления растет с ростом коэффициента суммы смещений.
· Абразивный износ и заедание зубьев. Абразивный износ и заедание зубьев возникают при скольжении боковых поверхностей зубьев и зависят от скорости их скольжения, которая определяется по формуле
,
где ω1, ω2 – угловые скорости колес; ПК – расстояние от точки контакта профилей до полюса зацепления
Поскольку точки контакта профилей располагаются на активной линии зацепления, то уменьшение ее длины приведет к уменьшению максимальных значений скорости скольжения и снижению износа и опасности заедания. Длина же активной линии зацепления уменьшается с ростом угла зацепления, т.е. с ростом суммарного коэффициента смещения.
Плавность зацепления зубчатой передачи зависит от среднего числа пар зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и характеризуется в прямозубых передачах коэффициентом торцового перекрытия:
.
Коэффициент торцового перекрытия увеличивается с ростом длины активной линии зацепления, которая в свою очередь увеличивается с уменьшением угла зацепления αw, т.е. с уменьшением суммарного коэффициента смещения.
4.1.3. Выбор коэффициентов смещения
Величина и знак коэффициентов смещения влияют на геометрию и качественные показатели зубчатой передачи. Применение зубчатых передач со смещением позволяет: повысить долговечность, нагрузочную способность или плавность зацепления зубчатой передачи, уменьшить габариты или вписаться в заданное межосевое расстояние. Коэффициенты смещения необходимо назначать с учетом условий работы зубчатой передачи.
Комплекс проектных условий при выборе коэффициентов смещения учитывается блокирующими контурами.
Блокирующим контуром называется совокупность линий для определенных сочетаний чисел зубьев z1 и z2 в системе координат x1,и x2 (рис. 4.6). Каждая точка в этой системе соответствует зубчатой передаче z1, z2, с определёнными x1,и x2. Зубчатой передаче без смещения (x1,2 = 0) соответствует точка начала координат Точки, расположенные на прямой А-А, соответствуют нулевым равносмещённым передачам с xΣ = 0. Выше линии А-А располагаются положительные передачи с xΣ >0, а ниже – отрицательные с xΣ < 0. Любая прямая, параллельная прямой А-А, т.е. пересекающая оси под углом 45°, соответствует передачам, у которых xΣ и αw будут одинаковы.
Рис. 4.6. Блокирующий контур
Координатное поле ограничивается линиями, за которыми зубчатая передача не может существовать, так как появляется или интерференция зубьев передачи или заострение зубьев колёс (Sa1<0 или Sa2<0), или коэффициент перекрытия становится меньше единицы, или подрез зубьев начинает захватывать активную часть профиля. Совокупность этих линий называется блокирующим контуром.
На рис. 4.6 линии 1, 2 соответствуют началу интерференции на ножке зуба колеса z2 , а линии 3, 4 – интерференции на ножке зуба колеса z1. Линия 5 соответствует предельному значению коэффициента перекрытия (εа = 1).
На блокирующий контур наносятся линии условных границ и линии качественных показателей. Условными границами могут быть:
· линии, на которых Sa1,2 =0,25 т;
· линия, на которой εα = 1,2;
· линии начала появления подреза, т.е. x1= xmin1и x2= xmin2.
Линий качественных показателей три:
· две линии, обеспечивающие равнопрочность зубьев по изгибу при ведущем колесе z1 (линия а-а) и при ведущем колесе z2 (линия б-б);
· линия, выравнивающая удельные скольжения на ножках зубьев колёс z1и z2, при контакте в точках А и В линии зацепления.
Дата добавления: 2015-07-22; просмотров: 814;