14.2. Эквивалентное колесо

Как уже отмечалось, профиль косого зуба в нормальном сечении А — А (рис. 14.3) соответствует исходному контуру инструментальной рейки и, следовательно, совпадает с профилем прямозубого колеса. Расчет косозубых колес ведут, используя параметры эквивалентного прямозубого колеса.

Делительная окружность косозубого колеса в нормальном сечении А — А (см. рис. 14.3) образует эллипс, радиус кривизны которого в по­люсе зацепления (см. курс аналитической геометрии)

Рис. 14.3. Схема для определения z_v косозубого колеса

Профиль зуба в этом сечении совпадает с профилем условного прямозубого колеса, называемого эквивалентным, делительный диа­метр которого

откуда эквивалентное число зубьев

(14.5)

_{где z}_действительное число зубьев косозубого колеса.

Из формулы (14.5) следует, что с увеличением (3 возрастает z_v.

14.3. Силы в зацеплении

При определении направлений сил учитывают направление враще­ния колес и направление наклона зуба (правое или левое).

Рис. 14.4. Схема сил, действующих в косозубой цилиндрической передаче

Осевая сила F_a дополнительно нагружает подшипники, возрастая с увеличением р. По этой причине для косозубых колес принимают р = 8...20°. Наличие в зацеплении осевых сил является недостатком косо­зубой передачи.

14.4. Расчеты на прочность

Вследствие наклонного расположения зубьев в косозубом зацепле­нии одновременно находится несколько пар зубьев, что уменьшает нагрузку на один зуб и снижает динамические нагрузки. Расчет на прочность косозубых передач ведут по формулам эквивалентных пря­мозубых передач с введением в них поправочных коэффициентов, учитывающих особенности работы. По условиям прочности габариты косозубых передач получаются меньше, чем прямозубых.

Проектировочный расчет. Аналогично расчету прямозубой передачи [см. формулу (13.12)] определяют межосевое расстояние для стальной косозубой передачи.

Проверочный расчет. Аналогично расчету прямозубой передачи [см. формулу (13.13)] находят контактные напряжения в поверхност­ном слое косых зубьев.

Выполнение условия прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса косозубой передачи проверяют аналогично расчету прямозубой пере­дачи [см. формулу (13.14)]. Коэффициент Y_Fs формы зуба и концентрации напряжений выбирают по эквивалентному числу зубьев z_v [см. форму­лу (14.5)]. Коэффициент Y$, учитывающий наклон зуба в косозубой передаче, вычисляют по формуле

14.5. Рекомендации по расчету на прочность закрытых косозубых цилиндрических передач

Этот расчет ведут так же, как и расчет на прочность закрытых прямозубых передач (см. § 13.6), со следующими изменениями:

в пункте 1 рекомендуется твердость материала шестерни косозубой передачи назначать возможно большей (см. § 12.1), для чего шестерню подвергают поверхностной закалке, цементации и т. д.; применение высокотвердой шестерни повышает контактную прочность косозубой передачи;

в пункте 9 вычисляют предварительно минимальный угол наклона зуба

Суммарное число зубьев определяют по формуле