Проверочный расчёт на изгиб.

где

Y_FS – коэффициент, учитывающий форму зуба (его выбирают, исходя из величины эквивалентного числа зубьев) → Y_FS = f(z_ν);

Y_β – коэффициент, учитывающий наклон зубьев (Y_β = 1 – β / 100° );

Y_ε – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев (Y_ε = 0,65).

Расчёт на прочность конических прямозубых передач.

Развернув дополнительный конус и дополнив до полной окружности, получим эквивалентное цилиндрическое колесо.

Расчёт на контактную прочность.

Особенность формулы:

берётся виртуальное передаточное отношение

θ – коэффициент, учитывающий вид колёс (для прямозубых конических колёс

θ = 0,85 ).

Особенности расчёта на изгиб.

Расчёт аналогичен расчёту прямозубых цилиндрических колёс.

где

θ_F – коэффициент, учитывающий несущую способность конических колёс;

m – модуль, измеренный в нормальном среднем сечении конического колеса.

Силы в зацеплении зубчатых передач.

Силы взаимодействия принято определять в полюсе зацепления.

- окружная сила.

- радиальная сила.

Для исключения осевой силы (F_a) применяют шевронные передачи, в которых колёса, являющиеся одной деталью, состоят из 2-х частей с противоположными наклонами зубьев. В шевронных передачах один из валов выполняется плавающим.

24.03.05 - Лекция № 7.

Червячные передачи.

Червячная передача – зубчато-винтовая передача, передача движения в которой осуществляется по принципу винтовой передачи. Это передача между валами, угол скрещивания осей которых составляет 90°.

Работоспособность червячной передачи зависит от твёрдости и шероховатости винтовой поверхности червяка.

Геометрические соотношения.

Основная расчётная величина – осевой модуль червяка, равный торцевому модулю червячного колеса.

a_w = 0,5 ∙ (d₁ + d₂ +2∙x∙m) – межосевое расстояние;

d₁ и d₂ – делительные диаметры → d₁ = m ∙ q ; d₂ = m ∙ z₂ .

Скорость скольжения в червячной передаче.

V₁ – окружная скорость червяка.

где

d_w1 – диаметр начального цилиндра;

d₁ – делительный диаметр (d_w1 = d₁).

Скорость относительного скольжения в червячных передачах на порядок выше скорости относительного скольжения в зубчатых передачах.

Передаточное отношение.

где

z₂ – число зубьев на червячном колесе;

z – число зубьев (заходов) червяка (число заходов может быть равно 1, 2 или 4).

Силы, действующие в зацеплении.

При расчёте принимают, что сила приложена в полюсе зацепления по нормали к рабочей поверхности винта.

где

η – КПД передачи;

U – передаточное отношение.

Материалы деталей червячной передачи.

Червяк и червячное колесо должны обладать прочностью и образовывать антифрикционную пару с высокой износостойкостью и сопротивлением заеданию.

Материал червяка:

1. среднеуглеродистые стали (Сталь 45, 50);

2. легированные стали (40Х, 40ХН);

(используется поверхностная или объёмная закалка до твёрдости

НRС = 45 ÷ 53)

3. цементуемые стали (15Х , 20Х → НRС = 56 ÷ 63).

1, 2, 3 → + обязательная финишная обработка червяка шлифованием или полированием.

Материал венца зубчатого колеса:

1. оловянистые бронзы (БрО10Ф1 → V_s = 5 ÷ 25 м/с) → низкая прочность, хорошие фрикционные свойства;

2. безоловянистые бронзы (БрА9ЖЗЛ → V_s = 3 ÷ 5 м/с);

3. серые чугуны (СЧ15 ,СЧ20 → V_s = 2 ÷ 3 м/с).

Предварительно рассчитывают ожидаемую скорость скольжения:

где

n₁ – число оборотов в минуту;

Т₂ – крутящий момент на колесе в Н/м.

Виды разрушений.

Наименее прочным является зуб колеса. Для него характерны все виды разрушений и повреждений, встречающихся в зубчатых передачах (выкрашивание, изнашивание, заедание, поломка).