Особенности геометри косозубых и шевронных зубчатых колес

Прямозубые колеса обладают существенным недостатком, который заключается в том, что их работа при больших скоростях сопровождается ударами. Причинами их возникновения являются погрешности при изготовлении зубьев и деформации. Удары вредно отражаются не только на прочности колес, но и других узлов машин и вызывают специфический шум.

При больших скоростях наиболее эффективным средством, обеспечивающим плавность и бесшумность работы, является применение колес с косыми и шевронными зубьями.

У косозубых колес зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а составляют с ней некоторый угол . В отличие от прямозубых колес, в которых зубья входят в зацепление одновременно по всей длине, в косозубых зубья входят в зацепление постепенно, благодаря чему они работают более плавно и бесшумно.

Для нарезания косозубых колес используется инструмент такого же исходного профиля, как и для нарезания прямых, поэтому профиль косого зуба в его нормальном сечении совпадает с профилем прямого зуба. Модуль в нормальном сечении является стандартным.

Однако косозубые колеса имеют и существенный недостаток. В результате винтового расположения зубьев возникает осевая составляющая нормального усилия, которая обозначается и называется осевым усилием

,

где ─ угол наклона зуба к оси вращения на образующей делительного цилиндра. Величина этой осевой составляющей, так же как плавность и нагрузочная способность, зависит от угла наклона зуба . С увеличением угла повышается плавность и бесшумность работы передачи, увеличивается нагрузочная способность, но увеличивается и осевое усилие . При больших значениях в конструкциях передач приходится предусматривать специальные опоры, которые воспринимают эти силы, конструкция при этом усложняется.

В связи с этим угол наклона в косозубых передачах принято выполнять в пределах от 8 до 16⁰. При таких значениях обеспечиваются, с одной стороны, достаточно высокая плавность и нагрузочная способность передачи, с другой стороны, небольшое значение величины осевой составляющей не требует установки опор сложной конструкции.

В косозубых колесах различают окружной шаг , измеренный в торцевом сечении колеса, и нормальный шаг , измеренный в плоскости, нормальной к рабочей поверхности зуба (рис. 1.13).

В соответствии с этим в косозубых колесах имеются два модуля: модуль окружной и модуль нормальный . Нормальный модуль является расчетным и стандартным. Модуль окружной имеет дробное значение .

Диаметр делительной окружности косозубого колеса

. (1.40)

Межосевое расстояние цилиндрической косозубой передачи, образованной колесами без коррекции

. (1. 41)