Геометрические параметры зубчатых передач. Понятие контактных напряжений. Расчет контактных напряжений зубчатых передач

У зубчатых передач очень много различных параметров. Главные из них: межосевое расстояние — а_w; передаточное отношение — u; коэффициент ширины венца — y_а или y_d; модуль зубьев — m; угол наклона зубьев — b.

Контактные напряжения образуются в месте соприкосновения двух тел в тех случаях, когда площадки касания малы по сравнению с размерами тел. Теория контактных напряжений является предметом целого курса “Теория упругости”, который мы не изучаем с вами, но многие расчеты деталей машин выполняются по контактным напряжениям.

Основоположником теории контактных напряжений является H. Herz (1881).

При расчете контактных напряжений различают два случая: 1. Первоначальный контакт в точке (шар-шар, шар-плоскость и т. д.)

2. Первоначальный контакт по линии (два цилиндра с параллельными осями, цилиндр и плоскость и т. д.)

При определении контактных напряжений можно воспользоваться формулой Herz a:

при m =0,3:

Это формула справелива не только для круговых, но и для любых других цилиндров.

При вращении цилиндров под нагрузкой отдельные точки поверхности переодически нагружаются и разгружаются, а контактные напряжения в этих точках изменяются по прерывистому от нулевому циклу. Переменные контактные напряжения вызывают усталость поверхностных слоев деталей. На поверхности образуются микротрещины с последующим выкрашиванием мелких частиц металла.

Переменные контактные напряжения, возникающие в зубьях, являются причиной усталостного разрушения зубьев, а напряжения изгиба вызывают поломку зубьев.

С контактными напряжениями и трением в зацеплении связаны также износ, заедание и другие виды повреждения зубьев.