Анализ напряженно-деформированного состояния зубьев зубчатой передачи в области контакта

Abstract

Исследуются контактные напряжения и форма поверхностей зубьев цилиндрической зубчатой передачи в зоне контакта зубьев. Исследования проводятся в результате расчета твердотельных моделей зубьев передачи методом конечных элементов. Полученные при этом значения нормальных напряжений сжатия сравниваются со значениями, вычисленными по формуле Герца. Установлено, что контактные напряжения в зубьях шестерни больше напряжений в зубьях колеса вследствие различия кривизны их контактируемых поверхностей. Кроме нормальных напряжений сжатия исследуются касательные напряжения на поверхностях контакта зубьев. Касательные напряжения на поверхностях контакта зубьев меняются по знаку при перемещении точки зацеплении по высоте зуба. Этим объясняется усталость материала, и, как следствие, выкрашивание его у поверхности зубьев. Исследуется изменение формы поверхностей зубьев в зоне контакта. Определены отклонения деформированных поверхностей от исходных. При одинаковых механических характеристиках материалов зубьев шестерни и колеса поверхности зубьев колеса искривляются сильнее. Однако это искривление мало по сравнению с размерами зубьев. Поэтому деформации в зоне контакта практически не влияют на кинематические параметры передачи.