16.2.1.Прямозубые цилиндрические колеса

Нормальная к поверхности зуба сила Q действует в плоскости XY, нормальной к оси вала (рис. 16.1, а):

где: α_w – угол зацепления.

Радиальное усилие (Действующее нормально коси вала) равно:

и направлено от точки контакта к центру колеса с наружными зубьями и от центра – на колесах с внутренними зубьями.

16.2.2.Косозубые цилиндрические колеса

Радиальное усилие (рис. 16.1, б):

.

Осевое усилие:

,

где: β – угол наклона зубьев.

Направление осевого усилия зависит от направления вращения и наклона зубьев. При изменении либо наклона зубьев, либо направления вращения направление осевого усилия изменяется на противоположное.

В косозубой передаче, даже при симметричном расположении колес между подшипниками, нагрузки на опоры не будут одинаковыми за счет момента Р_z. R_к а конструкция опор должна быть такой, чтобы осевое усилие Р_z воспринималось подшипником , несущим меньшую радиальную нагрузку.

16.2.3.Прямозубые конические колеса

Сила раздвигающая зубья V, действует в плоскости yz. По аналогии с цилиндрическими колесами (рис. 16.1, в):

.

Составляющие сил вдоль осей y и z:

,

.

Необходимо отметить, что по величине радиальное усилие на ведомом валу равно осевому усилию на ведущем валу и противоположно ему направлению.

Для уменьшения величины изгибающих моментов необходимо шестерню располагать как можно ближе к опорам.

16.3.Мелкомодульные зубчатые передачи приборов

Зубчатые передачи различных приборов не осуществляют передачу больших усилий и в основном, предназначены для преобразования скорости и изменения направления вращения. Мелкомодульными принято называть зубчатые колеса с модулем зацепления m ≤ 1 мм. В приборах и автоматических устройствах зубчатые передачи с мелким модулем передают незначительные крутящие моменты при больших пере­даточных числах всего механизма. Передаточное число механизмов часового типа колеблется от u= 4 500 до u= 40 000, при передаточном отношении пары сопряженных колес до 12–15. Так, момент вращения, создаваемый пружиной часов “Молния”, равный в начале завода 16 Нмм с помощью мелкомодульной зубчатой передачи понижается и составляет на оси ходового колеса 0,00664 Нмм (уменьшается 2,410 раз). При таком малом моменте незначительное увеличение сил трения в опорах или возникновение погрешностей при изготовлении может привести к неправильной работе прибора. При уменьшения размеров таких зубчатых колес возрастает погрешность изготовления. Поэтому мелкомодульные зубчатые колеса изготавливают не ниже 7 степени точности.

Для изготовления таких колес при окружной скорости ν ≤ 3 м/с применяют сталь 35, а при более высоких скоростях – стали 40,50 или легированные: I2XH3A; 37ХНЗА; ЗОХГСА; У8А; У10А. Используется также бронза БрОФ10-1; БрАЖ9-4; латунь ЛC59; сплавы алюминия В95-Т; Д16-Т. При больших скоростях в сочетании со стальными успешно применяются пластмассовые (марки ПТК, ПТ, ДСПГ) или из полиамидных смол (марки П-68; АК-7).

Элементы мелкомодульной зубчатой передачи с некорригированным эвольвентным зацеплением рассчитываются по следующим формулам представленным в табл. 12.

Проверку мелкомодульных зубчатых колес обычно производят на изгиб по известным формулам (как и для обычных). Допускаемое напряжение на изгиб [σ]_u определяется по отношению к пределу прочности:

.

Запас прочности “n” рекомендуется принимать в пределах:

n = 1,5…2,0

Элементы мелкомодульной зубчатой передачи с некорригированным эвольвентным зацеплением

№№	Элементы зацепления	Формулы
1	Передаточное число
2	Диаметр делительной окружности	dд = mz
3	Диаметр окружности выступов	de = dд + 2m
4	Диаметр окружности впадин	du = dд – 2,7m
5	Высота зуба	h = 2,35m
6	Ширина зубчатого венца	b = (2…6)m
7	Межосевое расстояние	A = 0,5(z1 + z2)m