Асимметричное зацепление - почему?
О преимуществах передач с несимметричными профилями зуба
для однонаправленной передачи крутящего момента написано много статей.
Большинство авторов, например [2, 3], исследовали передачи с несимметричными зубьями,
образованными несимметричным производящим контуром с заданными параметрами –
традиционный метод проектирования. Вулгаков Э.Б.создал теорию эвольвентных передач в обобщающих параметрах [1] и разработал геометрию
зубчатых передач с несимметричными зубьями. В дальнейшем
эти работы развил Капелевич А.Л. [4], расширив диапазон параметров зубчатого зацепления
по углу зацепления и по коэффициенту перекрытия.
Что можно сделать, чтобы увеличить ресурс, улучшить качество, снизить стоимость? Сделать асимметричной форму зуба!
Асимметрия - простой способ значительно улучшить геометрию зуба шестерни и сохранить возможность промышленного изготовления.
Зуб - основной элемент зубчатой передачи, именно зубья шестерен участвуют в зацеплении.
Большая часть зубчатых передач воспринимает нагрузку только с одной стороны. Возникает вопрос- а зачем вторая сторона зуба?
Как вторая сторона зуба участвует в работе Вашей зубчатой передачи?
На сколько отличаются нагрузки? Как использовать запас прочности с неработающей стороны зуба?
Во многих зубчатых передачах одна сторона зуба более нагружена, как
по моменту, так и по числу циклов нагружения, чем противоположная сторона. Несимметричная форма зуба отражает это функциональное различие.
Конструктивная особенность несимметричных зубьев заключается в улучшении показателей более нагруженных (рабочих) профилей за счет не нагруженных или менее нагруженных (нерабочих) профилей.
Возьмем для примера зубчатую передачу Z1=50,Z2=100. C помощью
программы gearsRPOe определим параметры и форму зубьев.
Коэффициент перекрытия равен 1,8036, угол рабочего зацепления =20˚.
Получим асимметрию, изменением углов наклона профиля. Коэффициент перекрытия равен 2,6292/1,2715, угол рабочего зацепления =11,062˚/48,938˚.
Важно!- коэффициент перекрытия зависит от угла наклона и имеет максимум!
Рассмотрим, при каком соотношении числа зубьев при асимметричном профиле, можно получить такой же коэффициент перекрытия,
как для пары шестерен с симметричной формой зуба. С помощью
программы gearsRPOe получены следующие значения:
Z1=22, Z2=44, Коэффициент перекрытия=1,7968/1,2331, угол рабочего зацепления =16,74˚/43,26˚.
Таким образом, можно уменьшить размеры зубчатой передачи и стоимость, увеличить ресурс за счет уменьшения рабочего угла зацепления , без ухудшения параметров зацепления
