Тема 13. Циліндричні зубчасті передачі із зачепленням Новікова. Особливості передач із зачепленням Новікова. Параметри. Особливості розрахунків.

Особливості зачеплення. Евольвентна система зачеплення, незважаючи на її беззаперечні переваги, має і суттєві недоліки в т. ч.: малі зведені радіуси кривизни робочої поверхні; підвищена чуйність до перекосів; втрати на тертя в зачепленні у зв’язку із значним ковзанням. Ці недоліки зменшено в зачепленні М.Новікова з круговим профілем зуб’їв.

Передачі М.Новікова мають підвищену (в 1, 5...1, 7 рази при Н = 350НВ) навантажувальну здатність за контактною напругою і використовуються в редукторах загального призначення, в авіа-, суднобудуванні й інших галузях машинобудування.

Недоліки передачі - підвищена чуйність до зміни міжосьової відстані; порівняно складний вихідний контур інструмента (див. ГОСТ 15023-76); деяке зниження міцності на злом порівняно з евольвентним профілем; велика чуйність до коливання навантаження і до перевантаження.

При круговому профілі зуб’їв один зуб виконується угнутим з радіусом r₂, другий - опуклим з декілька меншим радіусом r₁ (рис. 11.3). Тут контакт опуклих евольвентних профілів замінено контактом опуклого й угнутого кругових профілів з малою різницею радіусів кривизни. При цьому контактна напруга в зачепленні значно знижується.

Для збереження безперервності зачеплення передачі М. Новікова виготовляються лише косозубими з коефіцієнтом торцевого перекриття ε _β > 1.

У перерізі площиною n - n бокові поверхні косих зуб’їв мають великі радіуси кривизни гвинтових ліній ρ ₁ і ρ ₂ (див. рис. 11.3). При обертанні коліс косі зуб’я перекатуються в площині n - n як циліндри. Точка контакту a переміщується вздовж зуб’їв від одного краю до іншого (рис. 11.4). На рисунку штриховою лінією показано початкові циліндри d₁ і

d₂. Лінія дотику циліндрів - полюсна лінія ПП₁. Контурними лініями показано циліндри, які проходять через точку контакту а. Ці циліндри перерізують поверхню зуб’їв по гвинтових лініях ас, ас',... Точка контакту гвинтових ліній і зуб’їв переміщується по лінії аа₁. До контакту послідовно входять точки 2 і 2', 3 і 3',...

Так як у всіх поперечних перерізах форма зуб’їв не змінюється, то відстань точок контакту від полюсної лінії ПП₁ є постійною. Це означає, що лінія аа₁ - пряма, що паралельна полюсній лінії. Лінія аа₁ є лінією зачеплення в передачах М. Новікова. Її довжина дорівнює ширині колеса b_w, а коефіцієнт торцевого перекриття

(11.7)

де p_x - осьовий крок.

Якщо лінія зачеплення коліс розміщується за полюсною лінією (за напрямком обертання ведучого колеса, див. рис.11.3), то зачеплення називається заполюсним, якщо до полюса - дополюсним (див. рис. 11.4). Та ж сама пара зубчастих коліс передачі Новикова може мати заполюсне або дополюсне зачеплення в залежності від того, яке із них є ведучим. Ознакою заполюсного зачеплення є опуклий профіль у ведучого зуба й угнутий - у веденого; ознакою дополюсного зачеплення - угнутий профіль у ведучого зуба і опуклий - у веденого. В передачах із двома лініями зачеплення розміщується одна лінія зачеплення до (точка а), а друга (точка b) за полюсом. Ця передача називається дозаполюсною. Відповідно до числа ліній зачеплення в два рази збільшується і число контактів зуб’їв. У таких передачах зуб’я шестерні і колеса мають однаковий профіль: опуклий у головки та угнутий у ніжки зуба (рис. 11.5). Дозаполюсне зачеплення має більшу навантажувальну здатність, для нарізання зуб’їв шестерні і колеса необхідно лише один інструмент.

В машинобудуванні поширені передачі Новикова з двома лініями зачеплення і вихідним контуром за ГОСТ 15023-76. Цей контур поширюється на передачі з твердістю Н £ 320 НВ, з m £ 16 мм і V £ 20 м/с.

Основні геометричні параметри для дозополюсного зачеплення. Число зуб’їв вибирається звичайно в діапазоні z₁ = 10...25 – менші значення при великих передаточних числах і малих швидкостях.

Модуль нормальний m у відповідності із ГОСТ 14186-69 вибирається за 1-м або 2-м рядом:

1-й ряд: 1, 6; 2; 2, 5; 3, 15; 4; 5; 6, 3; 8; 10; 12, 5; 16;

2-й ряд: 1, 8; 2, 25; 2, 8; 3, 55; 4, 3; 5, 6; 7, 1; 9; 11, 2; 14; 18.

Кут нахилу зуб’їв b = 10...25^° для косозубих передач і b = 20...45° для шевронних.

Діаметри ділильного кола d і кола западин d_f:

d = m_t Z; d_f = d + m_n h*_a;

d_f = d – 2m_n (h_a* + c*).(11.8)

Міжосьова відстань

Позначення ті ж самі, що і для евольвентних передач; β = 10...22˚; h*_a = 0, 9; c* = 0, 15.

Критерії роботоздатності і розрахунку передач. Новікова: міцність за контактною і згинальною напругою.

Для циліндричних передач дозаполюсного зачеплення (ГОСТ 15023-76) за контактною напругою:

(11.10)

напруга згинання:

(11.11)

де d₁, Е_зв, Т₁, z₁, u, K_Hv, K_Fv, m_n, ε _β , β, [ σ _H ], [ σ _F ] - ті ж самі, що і для евольвент них передач; ε _β ' - найближче ціле число в значенні ε _β ; К_В і К_И - коефіцієнти, які залежать від кута β (рис. 8.55 [9]); ψ - коефіцієнт, який залежить від (рис. 8/55 /9/); Y_F - коефіцієнт форми зуба, який визначається в залежності від еквівалентного числа зуб’їв (див. табл. с. 196 /9/).