Engineering
Косозубая передача
Меняйте угол наклона зубьев и направление винтовой линии при той же нагрузке и смотрите осевое усилие на подшипниках. Сила в зацеплении рассчитывается вдоль нормали к зубу; осевое усилие — реакция подшипника, а не формула.
Что происходит
Косозубая шестерня с 18 зубьями вращает колесо с 30 зубьями на параллельных валах против тормоза. Зубья наклонены к оси на угол β, поэтому сила в зацеплении имеет три составляющие: окружная передаёт момент, радиальная раздвигает валы, осевая сдвигает каждое колесо вдоль его вала. Поднимите β от 0 до 40° при той же нагрузке: окружная сила не меняется, а осевое усилие растёт как tan β и ложится на упорные подшипники, на двух валах в противоположные стороны. Смените направление привода или наклона зубьев — осевое усилие перейдёт на другую сторону.
Модель: жёсткие колёса и валы; одна идеальная связь в полюсе зацепления вдоль наклонной нормали к зубу; осевое усилие — реакция, измеренная в подшипнике. Радиальная сила следует из угла зацепления 20°. Без трения, люфта и изгиба зубьев; мотор держит скорость в пределах своего момента.
Что попробовать
Меняйте угол наклона при постоянной нагрузке и сравните осевое усилие с окружной силой; реверс или смена направления зубьев переносит осевое усилие на другую сторону.
Уравнения модуля
Уравнения Ft = T₁/r₁ Fa = Ft·tan β Fr = Ft·tan αn / cos β, αn = 20° ω₂/ω₁ = −z₁/z₂
