Концентрация нагрузки по длине контактных линий
Концентрация нагрузки по длине контактных линий (коэффициенты КпВозникает вследствие ошибок направления зубьев, упругих деформаций зубьев, валов и их опор (подшипников). Вследствие перечисленных факторов сопряженные профили зубьев соприкоснутся без нагрузки не по всей длине (рис. 11.16, а). При нагружении вращающими моментами зубья деформируются и контактируют по всей длине (рис. 11.16, о). Нагрузка распределится по контактной линии неравномерно, так как перемещения сечений зуба неодинаковы (рис. 11.16, в). Аналогичная картина возникает при закрутке тела шестерни, когда она выполнена заодно с валом.
Коэффициент концентрации нагрузки определяется отношением W^^jW^ и зависит от угла перекоса, ширины колеса b (или отношения ψω = bjdx ) и расположения колес относительно опор (рис. Π. 16, д, е, ж).
Для приближенной оценки коэффициент концентрации при симметричном расположении опор Κα ~ 1,05 (рис. 11.16, с)),
вблизи опор ΛΓρίϋΙ,Ι (рис. 11.16, е), консольно = 1,2...1,4
(рис. 11.16, ж).
Рис. 11.16. Концентрация нагрузки и зависимости от расположения колес относительно опор |
При консольном расположении колес и высокой твердости материала (Н> 45 HRC^) колеса выполняют узкими =0,25...0,3.
В целях уменьшения концентрации нагрузки повышают: а) точность изготовления колес; б) жесткость валов и опор (ко- пические роликовые вместо шариковых подшипников), а также выполняют продольную модификацию зубьев («бочкообразные» зубья, рис. 11.16, г).
Коэффициенты концентрации нагрузки рассчитываются по следующим зависимостям (см. ГОСТ 21354-87):
где Kfjp — коэффициент концентрации нагрузки в начальный период работы передачи (К®^ «1,05...1,5); KHW — коэффициент,
учитывающий приработку зубьев. Он зависит от твердости материала и окружной скорости колес. I [апример, при ν = 5 м/с, Η = 300 НВ Kmv = 0,5, при Η = 58 ИКС, К,т = 0,9 .
Хорошо прирабатываются зубья в косозубых передачах, когда у шестерни высокая твердость I I > 50 HRC„ а у колеса Η <300 НВ (НВ«10 HRC3).
Показатель степени Νμ зависит от отношения bjm (ширины зубчатого колеса к модулю зацепления) и вида передачи (прямозубая, косозубая). Например, при bjm = 10...20 для прямозубых NF = 0,85... 0,94, для косозубых NF = 0,81... 0,9 .