Критерии работоспособности и расчета

Без учета деформаций и приработки контакт зубьев в передаче Новикова осуществляется в точке, а не по линии, как у эвольвентных передач. Однако малая разность радиусов кривизны и выпуклых и вогнутых поверхностей зубьев, а также большие радиусы кривизны и косых зубьев в плоскости п ‑ п приводят к тому, что под нагрузкой точечный контакт переходит в контакт по пятну, 1 ‑ для заполюсного зацепления и, 2 ‑ для дозаполюсного зацепления. В последнем случае будет два пятна контакта, соответствующие двум линиям зацепления. В соответствии с рис. 8.53 два пятна контакта в точках а и b₁ располагаются на двух соседних зубьях. Площади пятен контакта, и следовательно, и нагрузочная способность по контактным напряжениям у передач Новикова больше, чем у эвольвентных.

Точечный, а не линейный контакт приводит к понижению изломной прочности. Например, у прямозубой эвольвентной передачи нагрузка теоретически распределена по всей длине зуба и излому сопротивляется все сечение зуба у его основания. У заполюсной передачи Новикова без учета контактных деформаций нагрузка сосредоточена в точке. При этом опасно зацепление вблизи торцов, когда выламываются края зубьев. Поэтому рекомендуют выполнять коэффициент осевого перекрытия , при котором по краям зубьев обепечивается двухпарное зацепление.

Смещение линии зацепления и точки контакта от полюса приводит к скольжению в торцовой плоскости со скоростью где равно отрезку Па.

В осевом направлении зубья не скользят, а перекатываются по линиям зацепления подобно двум цилиндрам с радиусами и . Скорость качения

где ‑ окружная скорость.

Для распространенных значений значение значительно больше , что благоприятно для образования режима жидкостного трения. Благоприятные условия смазки приводят к увеличению КПД и уменьшению износа зубьев.

Точечный (теоретический) контакт делает передачи Новикова менее чувствительными к перекосам, чем передачи с линейным контактом. Зато они более чувствительны к изменению межосевого расстояния. Таким образом, основным критерием работоспособности и расчета передач Новикова является прочность по контактным и изгибным напряжениям.

Материалы.

Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных передач. Наиболее распространены материалы с твердостью рабочих поверхностей < 350 НВ.

В передачах Новикова целесообразно применять, например, объемную закалку. Однако она сопровождается короблением и требует последующего шлифования зубьев. При сложном профиле зубьев эта операция встречает существенные затруднения.

Расчет на прочность. Условия контакта зубьев в передачах Новикова существенно отличаются от условий контакта по Герцу (малая разность и , большие и ). Размеры площадок контакта здесь соизмеримы с размерами зубьев, а контактные напряжения приближаются к напряжениям смятия (удельным давлениям). Поэтому расчет передач Новикова по контактным напряжениям, определяемым по зависимостям Герца, применяют условно.