Понятие о зубчатых зацеплениях со смещением (корригированных)

Рисунок 6 – Рабочие участки профилей зубьев

При работе колес зацепление двух зубьев происходит по рабочим участкам профилей ВПС, которые определяют графически путем переноса точек и линии зацепления на профили зубьев. В процессе зацепления рабочие участки профилей зубьев одновременно катятся и скользят друг по другу вследствие разности участков головок ВП и ножек ПС. Неравенство касательных составляющих окружных скоростей и не нарушает правильность зацепления, а создает относительное скольжение профилей. Скорость скольжения зуба шестерни по зубу колеса

Рисунок 7 – Скольжение при взаимодействии зубьев

Точки профилей головок имеют большие касательные скорости, чем точки ножек, следовательно, поверхности головок являются опережающими. Большему износу подвержена ножка, меньшему – головка, что приводит к искажению профиля зуба. Минимальные значения скорости скольжения в зоне полюса увеличивают коэффициент трения, что способствует выкрашиванию рабочих поверхностей зубьев.

Форма эвольвентного профиля зубьев зависит от числа зубьев. При бесконечно большом числе зубьев эвольвента превращается в прямую линию. С уменьшением числа зубьев увеличивается кривизна профиля зуба и соответственно уменьшается толщина зубьев у основания и у вершины.

Для уменьшения габаритов зубчатой передачи применяют колеса с малым числом зубьев. При уменьшении при при нарезании зубьев появляется подрез ножки зуба режущей кромкой инструмента, в результате чего прочность зуба на изгиб резко снижается, уменьшается длина рабочего участка профиля, понижается коэффициент торцового перекрытия и возрастает износ.

Рисунок 8 – Влияние Z на форму зуба

Для устранения подрезания зубьев нормального эвольвентного зацепления применяют специальные способы исправления их профиля. Чтобы исключить подрезание зубьев при малом , необходимо инструментальной рейке сообщить смещение (величина -коэффициент смещения)., при котором вершина ее зуба выйдет из зацепления с зубом колеса в точке S и эвольвента получиться полной, не подрезанной.

Рисунок 9 – Влияние коррекции на форму зуба

Для уменьшения шума при работе передачи число зубьев шестерни назначают тем больше, чем выше окружная скорость передачи, так как при этом возрастает коэффициент перекрытия , повышается плавность передачи. Для редукторов принимают .

Корригированием называется улучшение профиля зуба. Корригирование применяют для:

- устранения подрезания зубьев шестерни при ;

- повышения изгибной прочности зубьев, что достигается увеличением их толщины;

- повышения контактной прочности, что достигается увеличением радиуса кривизны в полюсе зацепления;

- получения заданного межосевого расстояния передачи.

Корригирование осуществляется смещением инструментальной рейки при нарезании зубьев. Положительным называется смещение рейки от центра зубчатого колеса, отрицательным – к центру. При положительном смещении увеличивается толщина зуба у основания, что повышает его прочность на изгиб. Диаметр вершин возрастает, что приводит к увеличению радиуса кривизны и повышению контактной прочности. При отрицательном смещении рейки происходит обратное явление.

У корригированных колес по делительной окружности толщина зуба и ширина впадины не одинаковы, но в сумме остаются равными шагу .

Высотная коррекция – шестерню изготовляют с положительным смещением, а колесо с отрицательным, но так, чтобы их абсолютные величины были равны

.

Она применяется при большом передаточном числе и малом числе зубьев шестерни, когда требуется обеспечить такие формы зубьев шестерни и колеса, при которых они будут примерно равнопрочными на изгиб. При высотной коррекции зубчатой пары диаметры делительной и начальной окружностей совпадают, как и в нормальном зацеплении, следовательно, межосевое расстояние , коэффициент перекрытия и угол зацепления остаются неизменными. Общая высота зубьев также не изменяется по сравнению с ее нормальным значением. Меняется лишь соотношение между высотой головки (увеличивается) и ножки (уменьшается) зуба. Толщина зуба шестерни увеличивается, а колеса – уменьшается. Но сумма толщин по делительной окружности пары зацепленных зубьев остается постоянной и равной шагу зацепления.

Угловая коррекция является общим случаем корригирования, при котором (неравные коэффициенты смещения), при этом толщина зубьев по делительным окружностям и диаметры вершин увеличиваются как у шестерни, так и у колеса. Для правильного зацепления необходимо колеса раздвинуть, увеличив межосевое расстояние. При увеличении высота зубьев уменьшается и возрастает угол зацепления , который не будет равен профильному углу инструмента , поэтому такая коррекция называется угловой.

Угловая коррекция, по сравнению с высотной, имеет ряд преимуществ: увеличение контактной прочности и прочности зубьев на изгиб у обоих колес; увеличение износостойкости и сопротивления заеданию; возможность проектирования зубчатой передачи с желаемым межосевым расстоянием.