Статья: Анализ компенсаторных возможностей зубчатых колес, составленных из отдельных дисков (2024)

Одной из причин, ограничивающих нагрузочную способность зубчатых передач, является неполное прилегание зубьев, вызванное неточностью изготовления и деформацией деталей редуктора. Равномерное распределение контакта зубьев по всей ширине венца обеспечивают колеса, составленные из отдельных зубчатых дисков. Адаптивность зубчатого венца составного колеса достигается преодолением сил трения или упругой податливостью специальных элементов. В статье приводятся базовые конструкции составных колес с дополнительными фрикционными дисками и зубчатыми дисками, имеющими спицы. Целью исследования является количественная оценка компенсаторных возможностей составных зубчатых колес. Важнейшим параметром, определяющим адаптивность колеса, является толщина составляющих его зубчатых дисков. Рассматривается влияние на нагрузочную способность тонких зубчатых дисков: краевого эффекта при распределении контактных напряжений; устойчивости зуба как консольной балки. Исследование выполнялось с использованием аппарата сопротивления материалов и метода конечных элементов. Установлено, что лимитирующим фактором является устойчивость зуба. Без риска снижения относительной нагрузочной способности зацепления толщину зубчатого диска можно уменьшать вплоть до 0,1 модуля. Поломка зуба из-за неравномерности распределения нагрузки вдоль его оси в колесах, составленных из многих дисков, практически исключается. Неравномерность распределения контактной нагрузки снижается обратно пропорционально числу зубчатых дисков. Конструкции составных зубчатых колес с упругими элементами, в частности со спицами, по предельным углам перекоса осей зубьев несколько уступают системам, в которых используются фрикционные элементы. Тем не менее их компенсаторные возможности на порядок выше, чем у монолитных зубчатых колес.