Для второго случая (рис. 6.3, б) - О при

o + fc-u = fc/3; (6.4а) установившийся угол перекоса

Ух = 2Р/(с,Ь% (6.5а)

Для третьего случая (рис. 6.3, в) МО при

о+Ь-Ые<Ь/3; (6.46) при этом

V- = 4- cpiajfb-щ) (-б)

Из формул (6.5а) и (6.56) видно, что с увеличением асимметрии колеса угол перекоса увеличивается, а если Ue ~> а -\- b - неограниченно возрастает.

Концентрацию нагрузки в зацеплении характеризует коэффициент неравномерности К р, представляющий собой отношение максимальной нагрузки к средней. Для случая, когда удовлетворяется (6.4),

HP = l+6( c-0,5fc-o)/b. (6.6)

Если соблюдается равенство (6.4а), Кнр = 2, и когда имеет место (6.46),

Из формул (6.6) и (6.6а) видно, что коэффициент неравномерности, как и угол перекоса, увеличивается с увеличением асимметрии.

Неограниченное возрастание и Квр означает, что при Uf -> а + Ь или щ > d -\- b износ по длине не выравнивается; Ух и Квр растут по мере износа и, естественно, могут достигнуть опасных пределов.

По мере приработки координата уменьшается. В соединении, работающем при постоянной нагрузке, она, по-видимому, становится равной 0,5Б. Если основная нагрузка переменная, то 0,5Б < < в, где йев - исходная координата плоскости равнодействующей

реакций соединения (в неприработанном соединении). С достаточной точностью можно принять

о = сн - ам ( сн - 0.5В), (6.7)

где - коэффициент использования номинального момента,

Мэ - эквивалентный (по работе трения) крутящий момент; Ml - частная нагрузка; щ, hi - соответствующие Mi частота вращения и время работы; п, h - частота вращения и время работы при номинальной нагрузке М.

Приработка зубчатых колес приводит к дополнительному снижению концентрации нагрузки.

На основании изложенного можно сформулировать следующие рекомендации.

1. Если не применяются какие-либо меры разгрузки соединения от изгибающего момента М, наиболее выгодной формой продольного сечения является та, при которой Uc = а Л- 0,5fc. Поскольку такая форма продольного сечения неудобна для сборки (возможен случай неправильной установки), лучше всего применять симметричные колеса. Асимметрия колеса вообще нежелательна, а если а + b - 0,5В < ЫЗ, - неприемлема, так как при этом Кнр > 2.

2. Если по конструктивным или технологическим соображениям необходимо применить колесо с асимметрией, превосходящей эту величину, необходимо применять разгрузку соединения от изгибающего момента (см. п. 6.3).

Пример. Определить угол установившегося перекоса и концентрацию нагрузки в зацеплении шестерен, имеющей Zto = 31, модуль Шаг, = 6 мм, PtB = о, продольное сечение по рис. 6.3: а = 10 мм, Ь = = 40 мм, fl=70 мм. Соединение d - 8X62H7/h7X68X12HB/h8, зазор по диаметру До = 30 мкм. Номинальный крутящий момент Л1 = 1200 Н-м, коэффициент использования момента оуи = 0,65. Распределенную жесткость зацепления принять согласно [41] Ср = - 0,256 10 МПа (для двухпарного зацепления). Зацепление считать непр Ир абатывающимся.

Решение. Координата плоскости действия равнодействующей реакций соединения для неприработанного соединения Uch 4,287 см (см. пример к п. 4.4). Нормальная сила в зацеплении Р = 13 730 Н (там же). Для приработанного соединения по формуле (6.7) Uc = = 4,287 - 0,65 (4,287 - 0.5- 7) = 3.775 см.

Оценим асимметрию продольного сечения: а+ Ь - Uc = 1 + + 4 - 3,775 = 1,225 см < 1/ЗЬ = 1,333 см, т. е. в данном зацеплении нагрузка распределена не по всей длине контактной линии (случай, как на рис. 6.3, в). Угол перекоса находим по формуле (6.56)

2 13 730

Г 0.256.105.10 (1 +4 - 3,775)2 Ю

1 42

Р = 1 + -Q- (1 4 3 775)2 = 2,185.

6.2. Осевая фиксация (крепление) деталей зубчатых соединений

При выборе способа осевой фиксации деталей зубчатых соединений необходимо учитывать тип соединения - подвижное без нагрузки или неподвижное, а также вид и характер приложения нагрузки к нему.

Фиксация деталей соединений, подвижных без нагрузки (скользящих шестерен). Скользящие шестерни в подавляющем большинстве случаев фиксируются вилками, входящими в кольцевой паз, прорезанный на ступице шестерни. Сама вилка удерживается, как правило, в требуемом положении фиксатором кулачкового типа. Скользящие шестерни могут быть одновенечными и многовенечными (блоки шестерен).

Если одновенечная шестерня может быть выполнена так, чтобы зубчатый венец был симметричен относительно зубчатого соединения (в осевом направлении), то применительно к многовенечным шестерням это требование невыполнимо.

Как было показано в п. 4.4, в зубчатом соединении асимметричной в осевом сечении шестерни имеет место перекос, в результате чего возникает осевая сила. Эта осевая сила должна восприниматься фиксатором, не вызывая перемещения, иначе говоря, усилие в фиксирующем устройстве должно быть не меньше осевой силы в соединении F, определяемой по формулам (III)-(Шв) из табл. 4.1.

Исходя из требований, сформулированных в предыдущем параграфе, длину ступицы многовенечной шестерни нужно выбирать таким образом, чтобы при включении крайней из шестерен блока, удовлетворялось неравенство (6.4) или, по крайней мере, соблюдалось а + b - > 0. Одновенечную шестерню несложно выполнить с симме-