6.8. Проектний розрахунок циліндричної зубчатої передачі

Для проектного розрахунку необхідно задати (або розрахувати!):

• вид передачі (прямозуба, косозуба, шевронна тощо);

• циклограму обертових моментів або назву типового навантаження;

• обертовий момент шестірні, тобто момент при нормально протікаючому процесі експлуатації, ;

• потрібний ресурс ;

• частоту обертання шестірні ;

• передатне число ;

• марку сталі шестірні та колеса;

• термообробку шестірні та колеса;

• твердість поверхні і серцевини зубців шестірні та колеса;

• границю плинності матеріалу шестірні та колеса , ;

• умови змащення (закрита чи відкрита передача).

Послідовність розрахунку.

6.8.1. Попереднє значення (перше наближення) міжосьової відстані

де - обертовий момент шестірні в процесі нормальної експлуатації, ;

- коефіцієнт, що має значення:

при , ;

при , ;

при , .

6.8.2. Міжосьова відстань (друге наближення), мм

,

де - для косозубих та шевронних зубчатих коліс;

- для прямозубих зубчатих коліс;

- коефіцієнт ширини зубчатого колеса, який вибирається за таблицею 6.13.

Таблиця 6.13

Рекомендовані значення коефіцієнта

Положення зубчатих коліс відносно опор
Симетричне	Несиметричне	Консольне (одного або обох зубчатих коліс)
0,315...0,5	0,25...0,4	0,2...0,25

Примітка: менші значення для передач з підвищеною твердістю поверхонь зубців .

Для шевронних передач

.

Коефіцієнт навантаження

.

Коефіцієнт враховує зовнішнє динамічне навантажування; приймається (табл. 6.2), а в ГОСТ 21354-78 К_А=1; 1,1; 1,25; 135; 1,5; 1,6; 1,75; 1,85; 2,0; 2,25. Коефіцієнт , що враховує внутрішнє динамічне навантажування, визначають за таблицею 6.5 в залежності від виду передачі, твердості, колової швидкості , м/с та ступеня точності (таблиця 6.14).

Коефіцієнт , що враховує концентрацію навантаження по довжині контактної лінії, визначають за рис. 6.2 в залежності від твердості, коефіцієнта ширини по відношенню до ділильного діаметра, який визначається залежністю

і схеми передачі (рис. 6.2).

Таблиця 6.14

Рекомендовані ступені точності

Ступінь точності за ГОСТ 1643	Колова швидкість , м/с
	прямозубих коліс до	непрямозубих коліс до
6-й (передачі підвищеної точності)	20	31,5
7-й (передачі нормальної точності)	12,5	20
8-й (передачі пониженої точності)	8	12,5
9-й (грубі передачі)	5	8

Коефіцієнт , що враховує розподіл навантаження між зубцями за рахунок похибок виготовлення. Для твердих зубчатих коліс його визначають залежностями (6.6) і (6.7).

Допустиму напругу визначають залежностями (6.3), (6.4) і (6.8).

Одержане розрахунком значення округлюють до найближчого кратного 5, або згідно ряду лінійних розмірів 40 за ГОСТ 6636.

Проектуючи багатосерійні редуктори, міжосьові відстані округлюють до найближчого стандартного значення за таблицею 6.15.

Таблиця 6.15

Основні параметри зубчатих циліндричних передач

зовнішнього зачеплення (ГОСТ 2185)

Ряд	Міжосьові відстані
1-й	40	50		63		80		100		125		160
2-й	-		-		71		90		112		140		180
1-й	200	250		315		400		500		630		800
2-й	224		280		355		450		560		710		900
1-й	1000	1250		1600		2000		2500
2-й	1220		1400		1800		2240

6.8.3. Ширина вінця колеса рівна робочій ширині, тобто

.

Ширина шестірні .

Одержані значення і округлюють до найближчих значень в міліметрах.

6.8.4. Нормальний модуль зубчатих коліс визначається залежністю

,

де         - коефіцієнт, що рівний для прямозубих передач

- для косозубих передач.

Коефіцієнт навантажування приймається рівним , тобто .

Допустиму напругу при згині для колеса визначають залежністю (6.10), де обчислюють за (6.11).

Примітка. Для силових передач модулі повинні бути не меншими .

Одержане розрахунком значення модуля округлюють до найближчого більшого згідно таблиці 6.16.

Таблиця 6.16

Модулі зубчатих евольвентних передач (за ГОСТ 9563)

Ряд	Модуль ,
1-й	1	1,25		1,5		2		2,5		3		4		5
2-й	1,125		1,375		1,75		2,25		2,75		3,5		4,5		5,5
1-й	6	8		10		12		16		20		25		32
2-й	7		9		11		14		18		22		28		36

Примітка: 1-му ряду слід надавати перевагу перед 2-им.

6.8.5. Сумарне число зубців для прямозубих передач визначають за формулою:

.

Враховуючи, що повинно бути цілим, іноді приходиться змінювати значення і або вводити корекцію. В останньому випадку в формулі для з’являється додатковий множник .

Для косозубих передач спочатку визначають мінімальний кут нахилу зубців

.

Для шевронних передач кутом задаються: . Після цього визначають сумарне число зубців за формулою

.

Одержане значення округлюють в менший бік до цілого числа і визначають дійсне значення кута нахилу β:

звідки

(Точність обчислень для визначення cosβ до 0,0001).

В косозубих передачах при значно зростає вісеве навантаження на вальницю і це слід мати на увазі при остаточному виборі кута β.