§ 8.14.2. Распределение передаточного отношения
Выгодны не прямозубые, а косозубые колеса, так как они позволяют уменьшить габариты и массу [см. формулы (8.28), (8.29) и объяснения к ним].
Правильное распределение передаточного отношения по ступеням редуктора также снижает габариты и массу (см. рис. 8.37 и объяснения к нему).
Уменьшать габариты и массу можно и за счет термообработки до высокой твердости. Этот параметр многофакторный и требует дополнительных пояснений. Снижение габаритов легко просматривается по формуле (8.13), где межосевое расстояние а зависит от [σΗ], а последнее существенно возрастает с повышением твердости (см. табл. 8.9). Но одновременно а зависит от \|/Ьа,-который уменьшается с повышением твердости (см. табл. 8.4). Кроме того, с повышением твердости возрастает Л^ц (см. табл. 8.11). И все же габариты (масса) и цена понижаются с повышением твердости. В крупносерийном производстве выгодно применять колеса с высокой твердостью зубьев.
При высокой твердости зубьев встречаются случаи, когда главным критерием работоспособности становится прочность не по контактным, а изгибным напряжениям, тогда изгибную прочность можно повысить за счет положительного смещения χ и увеличения модуля т при одновременном уменьшении числа зубьев ζ [см. формулу (8.19) и рис. 8.20].
Масса редуктора. Как ее определить? К сожалению, мы не имеем хотя бы приближенной зависимости для определения массы редукторов на стадии проектного расчета. В работе [40] масса редуктора определяется как сумма масс: корпуса, зубчатых колес, валов и подшипников.
При оптимизации конструкции рассматривают несколько вариантов сочетания значений управляемых параметров и для каждого из них определяют цену. Затем строят графики зависимости цены от материала и твердости зубьев, от значения коэффициента ширины колес \|/fcfl, от распределения передаточного отношения по ступеням редуктора. По графикам, ориентируясь на цену, выбирают оптимальный вариант. Выполнение этого трудоемкого процесса стало практически возможным с помощью ЭВМ. Программы расчета даны в [40].
Вопросы для самоподготовки
1. Типы механических передач, их назначение и характеристики?
2. Основные геометрические параметры зубчатых передач. Как они между собой связаны?
3. Скольжение в зацеплении. Как оно распределяется по профилю зуба?
4. Коэффициент торцового перекрытия εα. Как с ним связано распределение нагрузки по профилю зуба?