§ 8.16.4. Способы повышения прочности

Способы повышения прочности. 1. Увеличение числа пятен контакта путем применения дозаполюсного зацепления и уве­личения коэффициента перекрытия ε_β. Для дозаполюсных передач применяют ε_β>1,3 или 2,3. Наиболее распространены ε_ρ= 1,3...1,4, так как при увеличении ε_ρ увеличивается b_w [см. формулу (8.92)]. При больших значениях b_w требуется повышен­ная точность и жесткость.

2.    Увеличение площади пятен контакта (рис. 8.54) путем уменьшения разности г_{ и г₂ (см. рис. 8.51) и увеличения р! и р₂. На практике принимают г₂«(1,2...1,3)г₁. Значения р! и р₂ увеличиваются с уменьшением β. С учетом проти­воположного влияния β на Ср и ρ рекомендуют β ==8...25°.

3.    Применение колес с малым числом зубьев, что при одном и том же диаметре (d=mz) равнозначно увеличению т и, следовательно, одновременному повышению прочности как по напряжениям изгиба, так и по контактным напряжениям [см. формулы (8.95) и (8.96)]. Рекомендуют z_x = 13...20.

Материалы. Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных (см. табл. 8.8). Наиболее распространены материалы с твердостью рабочих поверхностей ^ 350 НВ. Напомним (см. § 8.11), что применение материалов с высокой твердостью поверхности (цементация, т.в.ч., азотиро­вание и пр.) в эвольвентных передачах направлено в основном на повышение контактной прочности и сближение ее с прочностью по изгибу. В передачах Новикова такое сближение достигается путем существенного увеличения площади пятен контакта. Поэтому применение материалов с высокой твердостью поверх­ности здесь менее эффективно. Уменьшая способность к прира­ботке, они не приводят к существенному повышению нагрузоч­ной способности. Ограничением становится прочность по изгибу.

В передачах Новикова целесообразно применять, например, объемную закалку. Однако она сопровождается короблением и требует последующего шлифования зубьев. При сложном профиле зубьев эта операция встречает существенные затруднения. Прово­дятся исследования по решению этой задачи.

Расчет на прочность. Условия контакта зубьев в передачах Новикова существенно отличаются от условий контакта по Герцу (малая разность г_х и г₂, большие р! и р₂). Размеры площадок контакта здесь соизмеримы с размерами зубьев, а контактные напряжения приближаются к напряжениям смятия (удельным давлениям). Поэтому расчет передач Новикова по контактным напряжениям, определяемыми по зависимостям Герца, применяют условно.

Определение удельной нагрузки q и приведенного радиуса кривизны р_пр для зацепления Новикова значительно сложнее и здесь не рассматривается.