Определение нагрузок на валы и опоры от зубчатых и червячных передач

Определение нагрузок на валы и опоры от зубчатых и червячных передач

При передаче крутящего момента зубчатой парой возникающие в зацеплении усилия создают в опорах вала реактивные силы, которые воспринимаются подшипниками. Направления усилий в зацеплении и опорных реакций зависят от взаимного положения ведущего и ведомого зубчатых колес, угла зацепления, величины угла наклона зубьев или витков червяка и направления вращения. В конических передачах с непрямыми зубьями направление радиальных и осевых усилий зависит также и от передаточного числа. Правильное определение усилий от зубчатых передач позволяет произвести выбор, расчет и установку соответствующих подшипников.

Подшипники качения могут устанавливаться в отверстиях корпусов неподвижно в осевом направлении или иметь возможность перемещения. Поэтому опоры делятся на шарнирно-подвижные и шарнирно-неподвижные. В шарнирно-подвижной опоре возможны поворот и свободное перемещение вала вдоль оси. В шарнирно-неподвижной опоре возможен поворот вала, но исключено продольное перемещение вдоль оси.

 При определении усилий, действующих в зацеплении, приняты следующие допущения:

а)  нагрузка приложена только к одному зубу в полюсе зацепления;

б)  нагрузка в передачах с линейчатым контактом распределяется равномерно по ширине зубчатого колеса и заменяется усилием, приложенным посредине ширины зубчатого колеса.

При взаимодействии зубьев колес, находящихся в зацеплении, возникает давление одного зуба на другой в направлении, нормальном к поверхностям сцепляющихся зубьев, в точке их контакта. При этом необходимо учитывать, что нормальное усилие, действующее на зуб, направлено к поверхности зуба, а реакция зуба направлена в противоположную сторону. Нормальное усилие на зуб ведомого зубчатого колеса действует в направлении движения, а нормальное усилие на зуб ведущего зубчатого колеса — в противоположном направлении.

Исходной величиной при определении усилий, действующих на валы и оси от зубчатых колес, является окружное усилие, определяемое по заданному крутящему моменту или мощности:

Определение нагрузок на валы и опоры от зубчатых и червячных передач

где Ftw,-окружное усилие на начальной окружности, Н;

        Т - крутящий момент, Н • м;

              dw — диаметр начальной окружности зубчатого колеса, м;

              Р — мощность, кВт;

              п — частота вращения, мин-1;

              v — окружная скорость на начальной окружности зубчатого колеса, м/с.

Смотрите также