4.3.1 Силы, нагружающие валы цилиндрических

зубчатых передач

Расчет сил, действующих в зацеплении см. п. 4.2.

Направления силы :определяют в такой последовательности:

1. Окружная сила F_t – под углом 90⁰ к межосевой линии в направлении:

• обратном направлению вращения – для ведущего колеса (шестерни), (вал 1) – сила F_t1 (рис.20, б);

• по направлению вращения – для ведомого колеса (вал 2) сила F_t2 (рис.20, а).

2. Радиальная сила F_r –по межосевой линии (по радиусу) от полюса зацепления П к оси вала:

• для шестерни – сила F_r1 от П к О₁ (рис.20, б);

• для колеса – сила F_r2 от П к О₂ (см. рис.20, а).

3. Осевая сила F_a – вдоль оси вала. Для определения направления осевой силы F_a должно быть известно направление линии зуба шестерни (левое или правое) и колеса (правое или левое) (рис. 21). Стороны зубчатых колес, где определено направление линии зуба, выделены на рис. 21 утолщенной линией.

4. Условно перемещают зубчатое колесо – (рис. 22, б) (шестерню – рис. 22, а) в положение, где полюс зацепления П будет находиться со стороны, определяющей направление линии зуба (в положение П₁).

5. Прикладывают в условном полюсе зацепления П₁ окружную силу F_t в соответствии с п. 1.

6. Осевая сила будет одной из составляющих силы F , направленной под углом 90⁰ к линии зуба в условном полюсе зацепления П. Второй составляющей силы F , будет окружная сила F_t, направленная в соответствии с п. 1.

а - зубчатого колеса;

б - шестерни

Рисунок 20 - Схема сил F₁ и F₂ нагружающих валы

а - правое; б - левое

Рисунок 21 - Направление линии зуба

Рисунок 19 - Схема

цилиндрической передачи

а - для зубчатого колеса; б - для шестерни

Рисунок 22 - К определению направления осевой силы F_а

Рисунок 23 – Расчетные схемы Рисунок 24 - Расчетные

а – вала 1; б – вала 2 схемы (при = 0⁰)

а – вала 1; б – вала 2

валов при = 0⁰

7. Определенную по направлению осевую силу F_а переносят в действительный полюс зацепления П. На основании вышеизложенного, составляют расчетные схемы валов 1 и 2, нагруженных силами F_t ,F_r и F_a в плоскостях XOZ и YOZ (рис. 23).

На рисунке 24 представлены расчетные схемы валов при = 0⁰.

4.3.2 Силы, нагружающие валы конических передач

Расчет сил, действующих в зацеплении конических передач см. п. 4.2. Схема конической передачи представлена на рисунке 25.

Направление сил вычисляют по этапам :

1. Окружная сила – под углом 90⁰ к радиусу в полюсе зацепления в направлении:

• обратном направлению вращения – для ведущего колеса (шестерни), (вал 1) – сила F_t1 (рис. 25, а);

• по направлению вращения – для ведомого колеса

(вал 2) – сила F_t2 (рис. 25, б).

2. Радиальная сила F_r– по радиусу от полюса зацепления П к оси вала:

• для шестерни – сила F_r1 – от П к О₁ (см. рис. 25, а),

• для колеса – сила F_r2 – от П к О₂ (см. рис. 25, б).

3. Осевая сила F_а – вдоль оси вала в направлении противоположном размещению сопряженного зубчатого колеса.

На основании вышеизложенного, составляют расчетные схемы валов 1 и 2, нагруженных силами F_t, F_r и F_а в плоско-

стях XOZ и YOZ (рис. 27).

Рисунок 25 – Схема конической передачи

Рисунок 26 - Схемы сил F_t, F_r и F_а, нагружающих валы:

а - шестерни (вал 1); б - зубчатого колеса (вал 2 )

Рисунок 27 - Расчетные схемы

а - вала 1; б - вала 2