Геометрическое место точек касания зубьев двух колес на неподвижной плоскости называется линией зацепления. Для эвольвентного зацепления линия зацепления представляет собой прямую линию и совпадает с общей нормалью.
В теории зацепления угол между линией зацепления и касательной к начальным окружностям называется углом зацепления α. Значение угла, которым пользуются при построении линии зацепления, стандартизовано (ГОСТ 9563-60) и принимается в 20°. Иногда на практике встречается так называемая старая эвольвентная система с углом α = 15°.
Процесс взаимодействия профилей сопряженных зубьев происходит только в пределах участка В1В2 − линии зацепления; в точке В1 профили входят в зацепление, а в точке В2 − выходят из зацепления. Эта часть линии зацепления называется активной линией или длиной зацепления- Отрезок линии зацепления между точками касания основных окружностей.
Зубчатую передачу следует спроектировать так, чтобы участок В1В2 укладывался в пределах линии N1N2, иначе в зубчатой передаче произойдет заклинивание. При работе колес профили зубьев участвуют в зацеплении не полностью. Рабочие участки профилей, где происходит взаимодействие пар зубьев (рис. 6.18) (отмечен двойной линией со штриховкой) называются активными профилями.
При проектировании зубчатых передач необходимо учитывать плавность и непрерывность зацепления. Такие качества передачи обеспечиваются проектированием работы одной пары зубьев работой другой пары. При этом каждая последующая пара зубьев должна войти в зацепление еще до того как предшествующая пара выйдет из зацепления. Следовательно, длина зацепления В1В2 не должна быть меньше основного шага Pb, а их отношение (В1В2 / Pb) < 1. Это отношение называется коэффициентом перекрытий ε.
ε =В1В2 / Pb = В1В2 / Pbcosα.
Коэффициент перекрытия является количественной характеристикой величины перекрытия и показывает, сколько пар зубьев в среднем находится в зацеплении одновременно. Так, если
ε = 1,65, то в среднем в зацеплении находится 1,65 пар зубьев, и фактически в течение 65 % всего времени работы механизма в зацеплении находятся две пары зубьев, а в остальное время (35 %) − одна пара. На практике допустимое значение, которое обеспечивает непрерывность процесса зацепления, принимают не менее 1,05, то есть с 5 % − ным запасом. В нормальных эвольвентных колесах внешнего зацепления величина коэффициента перекрытия ε, всегда меньше 2.
