«Металл-Столица». Продажа, ремонт и модернизация металлообрабатывающих станков и оборудования. Обработка и изготовление изделий из металла.

Влияние условий работы на мощность, которую могут передать зубчатые колеса

Поверочные расчеты зубчатых колес

Зубчатые колеса проверяются на усталость поверхностных слоев зубьев по контактным напряжениям и на усталость зубьев по напряжениям изгиба. Повышение быстроходности привода при модернизации должно производиться на основании тщательного анализа условий работы зубчатых передач, так как произвольное повышение быстроходности может привести к преждевременному выходу станка из строя. Анализ условии работы зубчатых передач позволит определить оптимальный предел повышения быстроходности, обеспечивающий одновременное повышение мощности, которую может передать привод.

Определение напряжений, ограничивающих передаваемую мощность. Прежде чем перейти к вопросу методики определения предела оптимального повышения быстроходности, необходимо выявить, какие напряжения—изгиба или контактные — ограничивают мощность, передаваемую парой зубчатых колес.

Из построенных графиков видно, что в зоне низких чисел оборотов передаваемую мощность лимитируют напряжения изгиба, а в дальнейшем — контактные напряжения. Для того, чтобы исследовать этот вопрос в общем виде, приравняем мощность, передаваемую по напряжениям изгиба, мощности, передаваемой по контактным напряжениям, и определим число оборотов, при котором имеет место пересечение кривых.
При меньших числах оборотов мощность, которую может передать данная пара, будут ограничивать напряжения изгиба.

Анализируя этот же вопрос применительно к не закаленным шестерням и приравнивая мощность, определяемую по контактным напряжениям, к мощности, определяемой по напряжениям изгиба, мы убедимся в том, что в этом случае число оборотов сокращается и пересечения кривых не происходит.
Проведенный анализ позволяет нам сделать следующие выводы. При малых числах зубьев, характерных для станкостроения, и термически обработанных зубчатых колесах напряжения изгиба ограничивают передаваемую мощность при сравнительно низких числах оборотов.

Поэтому проверку зубчатых колес в основном следует вести по контактным напряжениям, проверяя по напряжениям изгиба лишь тихоходные шестерни.
При незакаленных зубчатых колесах напряжения изгиба начинают ограничивать передаваемую мощность при сравнительно больших числах зубьев, т. е. при малых числах зубьев, характерных для станкостроения, расчет следует вести по контактным напряжениям, проверяя по напряжениям изгиба шестерни.


Исследование вопроса о слабом звене

Второй вопрос, который необходимо уточнить, это вопрос о том, какие шестерни привода следует проверять. До настоящего времени существовал взгляд, что при наличии попеременно включаемых передач между двумя параллельными валами, только одна из этих передач является слабым звеном.
При постоянном числе оборотов ведущего вала эта формула остается справедливой для понижающих передач, для повышающих передач необходимо подставить число оборотов ведомого вала.

При 300 об/мин. ведущего вала мощность, которую могут передать понижающие передачи, оказывается ниже мощности, которую могут передать
повышающие передачи, и слабым звеном при одинаковом передаточном отношении оказываются понижающие передачи. Однако при 500 об/мин. ведущего вала имеет место как раз обратная картина. Т. е. при различных числах оборотов ведущего вала слабыми звеньями могут оказаться различные шестерни из группы попеременно включаемых передач.

Поэтому при поверочных расчетах следует проверять все зубчатые передачи привода. Исследовав зависимость мощности, которую могут передать зубчатые колеса, от их числа оборотов и установив, что проверке следует подвергать все зубчатые колеса, перейдем к вопросам методики модернизации привода для повышения мощности и быстроходности.