Зубчатые передачи . Силы, действующие в зацеплении

Силы, действующие в зацеплении, определяются передаваемым вращающим моментом, размерами колес и формой зубьев.

Окружная сила P, определяется делительным диаметром и вращающим моментом: P = 2 T /d_W.

Радиальная сила: P_R =P tg α_W

Нормальная сила, действующая по линии зацепления: P_n =P/ Cos α_W.

T₁

P₀ β P

PR

P_n P_R P_n α_W

Рис. 1 Схема сил, действующих в зацеплении

В передачах с наклонными зубьями будет действовать дополнительная сила, представляющая собой проекцию нормальной силы на ось вращения колеса, и определяемая углом наклона зубьев: P₀ = P_n Sin β. Аналогично будет определяться осевая сила в колесах с круговыми зубьями. В этом случае угол β представляет собой угол наклона касательной в точке зацепления к профилю зуба.

В процессе передачи вращения имеют место потери мощности, которые влияют на КПД зубчатой передачи:

η = η₁ η₂

где η₁ - учитывает потери в зацеплении, η₂ - учитывает потери в подшипниках.

В зависимости от типа подшипников, а также качества поверхности и точности изготовления зубчатых колес выбирают КПД передачи в диапазоне η = 0,97-0,99. КПД определяет соотношение мощностей на входном и выходном валах передачи: N_вых = N_вх η.