2.3 Расчёт геометрических параметров зубчатого зацепления.

Коэффициент нагрузки КНВ принимаем предварительно по [4,с.26], как в случае несимметричного расположения колёс, значение КНВ=1,25.

По рекомендациям [4,с.30],принимаем коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию BA=b/aw=0,4 (косозубое зацепление);

Hм.

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

мм

Ближайшее стандартное значение Aw=100 мм;

Нормальный модуль зацепления

mn=(0,01-0,02)AW= (0,01-0,02)*100=1-2 мм;

принимаем mn=1,5 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев =10 градусов

и определим числа зубьев шестерни и колеса :

принимаем z1=20;

z2=z1*u=2*5,6=112. Принимаем z2=112;

Пересчитываем передаточное отношение

Уточнённое значение угла наклона зубьев:

=8,11 градусов

Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительные:

d1=mn*z1 / =1,5*20 /0,99=30,3 мм

d2=mn* z2 / =1,5* 112 / 0,99=169,7 мм

Проверка: AW=d1+d2 /2=(33,33+166,67)/2=100 мм;

Диаметры вершин зубьев:

da1=d1+2mn=30,3+2*1,5=33,3 мм;

da2=d2+2mn=169,7+2*1,5=172,7 мм;

Ширина колеса: b2= BA AW=0,4*100=40 мм; принимаем: b2=40мм.

Ширина шестерни: b1=b2+5мм=45 мм

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

BD=b1 / d1=45/30,3=1,49.

Окружная скорость колёс и степень точности передачи:

V=w1*d1/2=148,99*30,3/2*1000=2,26 м/с.

При такой скорости следует принять 8-ю степень точности.

2.4 Определение действующих контактных напряжений.

Коэффициент нагрузки ;

По [4,с.32] принимаем:

при BD=1,49; несимметричном расположении колёс по отношению к опорам и твёрдостиHB 350 принимаем k =1,16;

при скорости v=2,26 м/с,8-й степени точности принимаем k =1,07;

для косозубого зацепления, твёрдостиHB 350 и скорости v=2,26 м/с принимаем k =1,0;

k =1,16*1,07*1,0=1,24;

Проверка контактных напряжений:

H=270/AW* МПа;

H < =409.1 МПа;

2.5 Силовой расчёт передачи.

Силы, действующие в зацеплении:

Окружная

Ft=2T1 / d1=2*11150/ 30,3=735,7 Н;

Радиальная:

Fr= Ft *tg =735,7*tg20 /cos8,1096=270,5 H;

Осевая:

Fa= Ft *tg =735,7*tg8,1096=104,8 Н;

2.6 Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба.

=Ft*KF*YF*YB*KFA /b*mn ;

Здесь коэффициент нагрузки ;

при BD=1,49; несимметричном расположении колёс по отношению к опорам и твёрдостиHB 350 принимаем =1,35 [4, с.35];

при скорости v=2,26 м/с,8-й степени точности принимаем

=1,3 [4, c.36];

KF=1,35*1,3=1,755;

YF – коэффициент прочности зуба по местным напряжениям, зависящий от эквивалентного числа зубьев zv

У шестерни Zv1=z1/ =20/ ;

У колеса ZV2=z2/ =112/0,99 ;

При этом YF1=4,0; YF2=3,6; [4, c.35];

Допускаемое напряжение [ ]F=1,8HB/[n]F;

[n]F– коэффициент запаса прочности [4,с.36]

-коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатых колёс; для Стали 45, HB 180-350 =1,75;

- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки; в нашем случае – для поковок =1;

Таким образом [n]F=1,75*1=1,75;

Допускаемые напряжения:

Для шестерни [ ]F1=1,8*230/1,75=237 МПа;

Для колеса [ ]F2=1,8*200/1,75=206 МПа;

Находим отношения [ ]F /YF:

Для шестерни 237/4,0=59,14 МПа;

для колеса 206/3,6=57,14 МПа;

Дальнейший расчёт следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.

Определяем коэффициенты Y и K :

Y =1- /140=1-8,1096/140=0,942;

Для средних значений коэффициента торцового перекрытия 1,5 и 8-й степени точности K =0,75.

Проверяем прочность зуба колеса

F2=735,7*1,755*3,6*0,942*0,75 /40*1,5=54,74 МПа <[ ]F2=206 МПа.

Условие прочности выполнено.