Тема 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ. НАГРУЗКИ И НАПРЯЖЕНИЯ В

Тема 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ. НАГРУЗКИ И НАПРЯЖЕНИЯ В

ЭЛЕМЕНТАХ ПЕРЕДАЧ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ

Нагрузка, возникающая в зоне контакта, может вызывать повреждение поверхности и (или) разрушения структуры материала, из которого изготовлен элемент.

Ответственной за напряженно - деформированное состояние контактирующих поверхностей является сила F_n вблизи полюсной линии, которая вызывает контактные напряжения и напряжения изгиба. Равнодействующая F_n всех удельных сил, действующих по линии контакта в плоскости зацепления, действует по нормали к профилю зуба. Составляющая нормальной силы F_n , которая направлена по касательной к начальным поверхностям элементов зацепления, называется окружной силой F_t. Окружная сила присутствует во всех видах передач вращения. Составляющая нормальной силы F_n , которая направлена к центру вращения колес передачи называется радиальной силой F_r . Радиальная сила также присутствует во всех видах передач вращения. Составляющая нормальной силы F_n , которая направлена вдоль оси вращения элементов передачи, называется осевой силой F_х . Осевая сила присутствует во всех видах передач, кроме прямозубой цилиндрической. Схемы сил в передачах, где элементы, входящие в зацепление, имеют эвольвентный профиль показаны на рисунках 2.1 – 2.3. Схема сил, действующих в цилиндрической передаче показана на рисунке 2.1 .

Рисунок 2.1 – Силы в зацеплении цилиндрических колес с эвольвентным профилем зуба

Окружная составляющая F_tw (Н) нормальной силы F_n (Н) на начальном цилиндре диаметром d_w (мм)

F_tw=2×10³×Т/ d_w,(2.1)

где Т - вращающий момент, Н×м.

Радиальная составляющая F_r(Н) нормальной силы F_n (Н)

F_r= F_tw×tg a_tw , (2.2)

где a _t_w угол зацепления передачи в торцовом сечении.

Осевая составляющая F_х(Н ) нормальной силы F_n (Н)

F_х = F_tw× tg b_w, (2.3)

где b_w – угол наклона линии зуба на начальном цилиндре.

Нормальная сила F_n (Н)

F_n =2×Т/(d×cos a_t ×cos b_b) = F_tw/(cosa_tw ×cos b_b), (2.4)

где b_b – угол наклона линии зуба на основном цилиндре.

Схема сил, действующих в конической передаче с прямым зубом показана на рисунке 2.2 .

Рисунок 2.2–Силы в зацеплении конических колес с эвольвентным

профилем зуба

Окружная составляющая F_tm (Н) нормальной силы F_n (Н) на среднем диаметре d_m (мм)

F_tm=2×10³×Т_m/ d _w_m . (2.5)

Радиальная составляющая на среднем диаметре F_rm (Н) нормальной силы F_n (Н) равна

F_rm= F_tm×(tg a_w×cos d) , (2.6)

где d - угол конусности.

Осевая составляющая на среднем диаметре F_х_m(Н ) нормальной силы F_n(Н)

F_х_m = F_tm× tg a_w×sin d . (2.7)

Нормальная сила F_n_m (Н) на среднем диаметре

F_nm =2×Т_m/×cos a_w . (2.8)

Схема сил, действующих в червячной передаче с цидиндрическим червяком показана на рисунке 2.3.

12 Следующая ⇒