5. Определение размеров и геометрии зубчатых колес

По имеющемуся значению межцентрового расстояния a_w выбирают модуль зубчатых колес. Обычно его берут в ин­тервале 0,01a_w(100) <m_n< 0,02a_w(100) из стандартного ряда:

1-й предпочтительный ряд:

1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4; 5; 6; 8; 10; 12

Возьмем m_n=2,0.

Суммарное число зубьев шестерни и колеса:

Число зубьев косозубой передачи:

Число зубьев шестерни:

Число зубьев колеса:

Уточним передаточное отношение редуктора:

Далее находят угол наклона зубьев:

Полученный угол должен находиться в пределах

Необходимо убедиться, что при полученном значении угла β^о обеспечивается перекрытие зубьев. Для этого необходимо, чтобы осевой шаг ρ_x был меньше ширины колеса b₂, то есть ρ_x < b₂.

Осевой шаг:

31,56 < 40

Вычислим диаметры делительных окружностей колес:

Проверка правильности округления числа зубьев:

Диаметры выступов колеса и шестерни:

Диаметры впадин колеса и шестерни:

6. Уточнение контактных напряжений на поверхности зубьев, назначение технологии изготовления, проведение экономической оптимизации параметров

Для определения действительных значений контактных напряже­ний необходимо уточнить истинное значение коэффициента на­грузки К, так как ранее он был выбран условно. Коэффициент нагруз­ки учитывает неравномерность распределения напряжений по длине зуба при помощи коэффициента концентрации К_β , а также увеличение уровня напряжений из-за ударов зубьев в пределах радиального зазо­ра при помощи коэффициента динамичности К_V. То есть

Коэффициент концентрации зависит от прирабатываемости зубь­ев. Чтобы определить, будет ли передача прирабатываться, проверяют наличие двух условий:

-твердость поверхности колеса НВ<350 (HB=221);

- окружная скорость колес V<15 м/с (V=1,57 м/с).

Следовательно, передача прирабатывается.

Значение коэффициента концентрации K_β:

Для определения коэффициента динамичности K_V необходимо назначить класс точности их изготовления. По экономическим соображениям можно принять невысокий класс точности, например 8. Тогда значение K_V можно определить, учитывая твёрдость поверхности колеса и направление зубьев на нём.

(8-ой класс точности, НВ<350, косозубая передача)

Также для косозубой передачи определить коэффициент K_Hα, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями. При выбранном классе точности и известной окружной скорости Vм/с его можно определить по графику.

K_Нα=1,065 (V=1,57м/c, 8-ой класс точности.

Определим контактные напряжения на зубьях:

Где А=8500 для косозубых передач,

U^*_ред – уточненное передаточное отношение редуктора, связанное с округлением числа зубьев.

Теперь можно проверить, не нарушено ли условие прочности для полученных зубчатых колёс, и приступить к оптимизации конструкции и технологии передачи. Для этого нужно оценить величину отклонения действующих в зубьях напряжений от допустимых для выбранного материала.

Условие 5%>e>-5% выполнено, оптимизация проведена.