Усилия в зацеплении зубчатых передач

При определении сил в зацеплении используют методы теорети­ческой механики, а силами трения пренебрегают ввиду их малости.

Нормальная сила F_n направлена по линии зацепления (как по общей нормали к рабочим поверхностям зубьев).

Прямозубая цилиндрическая передача (рис. 21.6).

Силу F_nраскладывают на окружную F_t и радиальную F_r составля­ющие:

– изгибающая зуб, –сжимающая зуб,

(21.17)

– угол главного профиля,

где –угол зацепления; Т – вращающий момент на колесе (шестерне).

Векторы радиальных сил у колес с внешним зацеплением направ­лены к центру, а у колес с внутренним зацеплением – от центра зубчатого колеса.

Косозубая и шевронная цилиндрические передачи.

Силу в зацеплении передачи раскладывают на окружную F_t , осевую F_a и радиальную F_r составляющие (рис. 21.7 а):

(21.18)

где –угол зацепления косозубой передачи внормальном сече­нии; β – угол наклона линии зуба.

Осевая сила F_a, стремящаяся сдвинуть колесо вдоль оси вала, дополнительно нагружающая опоры валов, детали корпусов, является недостатком косозубых передач.

Направление окружной и радиальной сил такое же, как и в пря­мозубой передаче. Осевая сила параллельна оси колеса, а направле­ние вектора зависит от направления вращения колеса и направления линии зуба (рис.21.8)

Конические зубчатые передачи.

Рис. 21.7. Усилия в зацеплениях косозубых (а) и конических (6) колес

В зацеплении прямозубой кони­ческой передачи (см. рис. 21.7 б) нормальная сила F_n также раскладывается на три составляющие, рассчитываемые по среднему делительному диаметру d:

(21.19)

Направления сил на ведущем и ведомом колесах противоположны, и имеют место равенства .

Рис. 21.8. Направления сил на ведущем колесе косозубой передачи