Зубья шестерен распределение напряжени

Усталостная поломка вала (рис. 20, б) и зуба шестерни (рис. 20, в) произошла из-за повышенной концентрации напряжений, связанной с ошибками при конструировании и изготовлении, или в результате возникновения повышенных циклических динамических нагрузок при эксплуатации изделия. На характер поломки зубьев влияет распределение нагрузки по длине, вид зацепления, источник концентрации напряжений и другие факторы [891. [c.83]

Особенности расчёта конических колёс на контактные напряжения сдвига. Если зубья шестерни и колеса в ненагруженной конической передаче прилегают друг к другу по всей длине, то при приложении нагрузки деформация зубьев будет пропорциональна расстоянию точки зацепления от вершины начальных конусов. Следовательно, нагрузка в точно изготовленных или тщательно приработанных конических передачах распределяется вдоль ширины зубчатых колёс по трапецоидальному закону (который при износе зубьев не нарушается). При таком распределении нагрузки не будет большой погрешности, если расчёт на контактные напряжения производить по окружному усилию и эквивалентному радиусу кривизны в среднем сечении, определяемым по формулам [c.333]

Рис. 5.23. Модель зуба шестерни для расчета распределения напряжений.

Рис. 5.25. Распределение изгибающих напряжений а зубе шестерни, армированном тканью на основе углеродных волокон.

Рис. 5.26. Распределение изгибающих напряжений в зубе шестерни, армированном стеклотканью. 1 - участок, армированный стеклотканью

Рис. 7. Изгиб зуба шестерни а — эпюра изгибающих моментов б — распределение нормальных напряжений в опасном сечении

Несмотря на наличие подробных предопределяющих форму зубьев условий проектирования, с которыми приходится считаться на практике, распределение напряжений в зубьях и в самих шестернях представляет собой ряд задач большой практической важности, благодаря широкому применению зубчатых передач, часто при особо тяжелых условиях. [c.564]

В зависимости от соотношения диаметров шестерни и вала зубья нарезают на выступающем венце (рис. 10.13, а, б, в) либо углубляют в тело вала частично или полностью (рис. 10.13, г, д). Если диаметр зубчатого венца значительно больше диаметра вала, то в целях уменьшения концентрации напряжений в местах резкого перехода сечений этот переход выполняют ступенчатым (см. рис. 10.13, а) или с выточками (см. рис. 10.13, б). Последние способствуют также более равномерному распределению нагрузки по длине зуба. При углублении зуба 328 [c.328]

Шестерни из пластмасс обладают способностью к самосмазыванию, имеют высокие химическую стойкость и ударную вязкость, являются низкощумными и т. д. Но по сравнению со стальными шестернями они выдерживают меньшие силовые нагрузки. Вследствие этого пластмассовые шестерни используются главным образом в редукторах различных контрольно-измерительных приборов. Однако если армировать пластмассовые шестерни высокопрочными волокнами, то можно повысить их стойкость к силовым воздействиям. Одной из основных прочностных характеристик шестерен является прочность зубьев при статическом изгибе. Для того чтобы выяснить эффективность армирования волокнами зуба шестерни, к которому приложена изгибающая нагрузка, прежде всего необходимо рассчитать распределение напряжений в изотропном зубе шестерни под действием изгибающей нагрузки. На рис. 5.23 показана модель зуба шестерни (модуль т = 5, число зубьев Z = 30, угол приложения нагрузки а = 20°), использованная для расчета распределения напряжений [12]. Как показано на рисунке, в точках F и F пересекаются центральная линия трохоиды, описанной относительно центра закругления зуба, и основная огибающая зуба. Введем систему координат OXY с центром в точке пересечения линии FF и осевой линии зуба шестерни. Нагрузка Р действует перпендикулярно к поверхности зуба у его края. При анализе напряжений в зубе шестерни предполагают плоское деформированное состояние и используют метод конечных элементов. На рис. 5.24 показано распределение главных напряжений внутри зуба шестерни, изготовленной из неармированной эпоксидной смолы. К краю этого зуба приложена нагрузка 9,8 Н/мм. Видно, что значительные напряжения возникают только вблизи поверхности зуба шестерни. Следовательно, если армировать волокнами поверхностный слой зуба, то можно ожидать повышения его прочности при изгибе. [c.197]

На рис. 5.25 и 5.26 показано распределение напряжений в зубьях шестерен, армированных вдоль профиля зубьев соответственно тканью на основе углеродных волокон и стеклотканью [13]. Наряду с тканями из волокон для армирования тела зуба использованы рубленые стеклянные волокна. Матрицей для армированных волокнами шестерен служила эпоксидная смола. Если приложить изгибающую нагрузку к краю зуба шестерни, то внутри него возникают напряжения вдоль армирующего слоя (вдоль волокон) Oi, напряжения между армирующими слоями Ог (в перпендикулярном к ориентации волокон направлении) и межслое-вое напряжение сдвига tii- На рис. 5.25 и 5.26 показаны соответствую- [c.198]

Когда опоры вала расположены в разных стенках корпуса, регулирование осевого положения осуществляют или постановкой под фланцы крышек подшипников набора тонких металлических прокладок, или применением винтов, воздействующих на подшипники через нажимные шайбы. В первом случае предварительно определяют суммарный набор прокладок, необходимый для нормальной работы подшипников, а затем путем перестановки прокладок с одной стороны на другую регулируют осевое положение колеса. Точность положения конических колес контролируют по расположению пятна контакта. Во втором случае регулировка достигается ввинчиванием и вывинчиванием противоположных винтов, которые в свою очередь воздействуют на внешние кольца подшипников через промежуточные шайбы. Из условия компоновки редуктора коническую шестерню обычно размещают на консоли ведущего вала (см. рис. 3.7), что ухудшает равномерность распределения нагрузки по длине зуба. Более рациональным с этой точки зрения является неконсольное расположение конической шестерни (см. рис. 3.9). Однако такие конструкции сложнее и применяются только в особо напряженных передачах. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...