Engineering
Para kół zębatych skośnych
Zmieniaj kąt pochylenia zębów i jego kierunek przy tym samym obciążeniu i odczytuj siłę osiową na łożyskach. Siła na zębie jest liczona wzdłuż normalnej do zęba; siła osiowa to reakcja łożyska, a nie wzór.
Co się dzieje
Zębnik skośny o 18 zębach napędza koło o 30 zębach na równoległych wałach wbrew hamulcowi. Zęby są pochylone względem osi o kąt β, więc siła na zębie ma trzy składowe: obwodowa przenosi moment, promieniowa rozpycha wały, a osiowa przesuwa każde koło wzdłuż jego wału. Zwiększ β od 0 do 40° przy tym samym obciążeniu: siła obwodowa się nie zmienia, a siła osiowa rośnie jak tan β i obciąża łożyska oporowe, na obu wałach w przeciwnych kierunkach. Odwróć napęd albo kierunek pochylenia zębów, a siła osiowa zmieni stronę.
Model: sztywne koła i wały; jeden idealny styk w biegunie zazębienia wzdłuż pochylonej normalnej do zęba; siła osiowa to reakcja zmierzona w łożysku. Siłę promieniową wyznacza kąt przyporu 20°. Bez tarcia, luzu i ugięcia zębów; silnik utrzymuje prędkość do granicy swojego momentu.
Co wypróbować
Zmieniaj kąt pochylenia przy stałym obciążeniu i porównaj siłę osiową z obwodową; odwrócenie napędu lub kierunku zębów przenosi siłę osiową na drugą stronę.
Równania modułu
Równania Ft = T₁/r₁ Fa = Ft·tan β Fr = Ft·tan αn / cos β, αn = 20° ω₂/ω₁ = −z₁/z₂
