Все эти величины определяются по известным формулам из курса «Детали машин». Угол перекоса зубьев ОПК (γ_к) находится с учетом начальной неплоскостности ОПУ, которая будет оказывать влияние на угол перекоса зубчатого колеса. Угол перекоса колеса образуется следующим образом. При изготовлении ОПУ имеет начальную неплоскостность ∆, затем на постель ОПУ устанавливают ОПК (рисунок 1, а), который скрепляется с постелью болтовым соединением, в результате этого ОПК приобретает такие же прогибы, что и постель ОПУ. В результате этих прогибов зубья ОПК будут поворачиваться на угол γ_н.п, как показано на рисунке 1, б.

Таким образом, угол перекоса зубчатого колеса будет складываться из следующих составляющих [2]

γ _к = γ _н.п + γ _дн, (4)

где γ _н.п – угол перекоса от неплоскостности постели ОПУ, град; γ_дн – угол перекоса от деформации при действии динамической нагрузки на опору ОПК, град.

Рисунок 1 Схема для определения угла перекоса от неплоскостности постели ОПУ: а) начальное положение ОПК до крепления; б) рабочее положение ОПК

Угол перекоса от неплоскостности постели ОПУ находится по следующей методике. Так как неплоскостность по окружности распределяется по синусоидальному закону [4] (рисунок 2), можно сделать вывод, что для нахождения угла перекоса γ_н.п, окружность ОПК

Рисунок 2 Круговая диаграмма неплоскостности постели ОПУ

можно разделить на восемь частей: х1, х2, …, х8. Тогда из треугольника АБС (рисунок 3) находим угол φ_о, который и будет являться углом перекоса γ_н.п, определяемым по формуле

, (4)

где СБ = Δ - начальная неплоскостность постели опоры ОПУ, м; АБ - восьмая часть окружности постели ОПУ, м.

Рисунок 3 Схема для нахождения угла перекоса зубьев колеса

Согласно рисунков 2 и 3, АБ находится по формуле:

АБ = , (5)

где R – радиус окружности ОПУ, м (для ОПК ВПМ ЛП-19 R = 0,69).

Отсюда АБ = 0,542 м. Начальная неплоскостность постели опоры ОПУ, согласно [4], получается равной 0,0022 м, тогда γ_н.п = 0^˚ 233^΄.

Учитывая угол перекоса при действии динамических нагрузок, определяемое по известной методике из курса «Детали машин», мы можем определить суммарный угол перекоса между зубчатым колесом и зубьями ОПК по формуле 2.

Контактное напряжение на поверхности зуба представлена на рисунке 4, с учетом выше изложенной методики.

Рисунок 4 Напряжение на поверхности зуба с учетом и без учета неплоскостности постели ОПК

Выводы

1.      Изложенная методика позволяет на этапе проектирования зубьев ОПК учитывать неплоскостность постели ОПУ на перекос осей механизма поворота как фактор, увеличивающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зуба и влияющий на износостойкость поверхности и на напряжения у основания зуба.

2.      Расчеты показывают, что поверхность зубьев испытывает большие контактные нагрузки в зависимости от вращающего момента и неплоскостности постели ОПУ.