2.3. Проектный расчет передачи
Внешний делительный диаметр колеса
de2
= 1650
=
1650
=
280.6 мм,
где T1 = 172.05 Н•м – крутящий момент на шестерне; KН – коэффициент контактной нагрузки, принимаем на этом этапе расчета KН = 1.2;
– коэффициент, учитывающий снижение
несущей способности зуба конической
передачи по сравнению с зубом цилиндрической
передачи.
Формулу для расчета выбираем из табл. 2.4 [1] при HB1 > 350 и HB2 < 350:
= 1.13 + 0.13u = 1.13 + 0.13•4 = 1.65.
Полученную величину de2 округлим до ближайшего стандартного значения de2=280 мм (см. табл. 2.1).
Модуль, числа зубьев колес и фактическое передаточное число
Расчетное значение модуля
mte
=
=
= 4.47 мм,
где
определим по формуле из табл.14.1 [1] при
HB1 > 350 и HB2
< 350:
= 0.85 + 0.04u = 0.85 + 0.04•4 = 1.01.
Округлим модуль до ближайшего стандартного значения из первого ряда табл. 1.1: mte = 4.0 мм.
Число зубьев колеса Z2 =
=
= 70.
Число зубьев шестерни Z1
=
=
= 17.5, округлим до ближайшего целого числа
Z1 = 18.
Фактическое передаточное число
uф =
=
= 3.889.
Отличие фактического передаточного числа от номинального
u
= 100
= 100
= 2.78% < 3%.
Геометрические параметры передачи
Внешние делительные диаметры колеса и шестерни:
de2 = mte Z2 = 4•70 = 280 мм; de1 = mteZ1 = 4•18 = 72 мм.
Углы делительных конусов:
=
arctg uф
= arctg 3.889 =
34’45”;
=
90
=
90
34’45”
=
25’15”.
Внешнее конусное расстояние
Re
=
=
=
144.554 мм.
Ширина зубчатого венца
b = 0.285Re = 0.285•144.554 = 41.2 мм.
Округляем b до ближайшего числа из ряда нормальных линейных размеров; b = 42 мм.
Коэффициенты смещения
x1
= 2
=
2
=
0.328,
x2 = x1 = 0.328,
где
=
– угол наклона средней линии зуба.
Средняя окружная скорость в зацеплении
V
=
,
где dm1
= de1(1
0.5
)
– средний делительный диаметр шестерни,
=
.
Тогда:
=
= 0.29; dm1
= 72(1 0.5•0.29)
= 61.54 мм;
V
=
= 3.135 м/с.
Назначаем степень точности nст = 8, учитывая, что V < 5 м/с.
2.4. Проверочный расчет передачи
Проверка контактной прочности зубьев
Для проверочного расчета зубьев на контактную прочность используем формулу
=
67000
,
где
=
1.13 + 0.13uф = 1.13 + 0.13•3.889
= 1.636;
KН – коэффициент контактной нагрузки, KН = KHβ KНV.
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине колеса KHβ = 1 при НВ2 < 350. Динамический коэффициент KНV = 1.063 определим по табл. 2.3. Тогда:
KН
= 1•1.063 =
1.063;
=
67000
=
588.0 МПа <
.
Поскольку < HP, выполним расчет недогрузки по контактным напряжениям
=
100
=
100
=
7.84% < 15%.
Проверка изгибной прочности зубьев
Напряжения изгиба в зубьях колес определим по формулам:
;
,
где = 0.85 + 0.04 uф = 0.85 + 0.04•3.889 = 1.006;
YF2 коэффициент формы зуба колеса;
KF – коэффициент нагрузки при изгибе,
KF = KFβ KFV.
Здесь KFβ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине колеса; KFV – динамический коэффициент.
Для определения этих коэффициентов используем следующие выражения:
KFβ = 0.18 + 0.82KHβ = 0.18 + 0.82•1 = 1;
KFV = 1+ 1.5(KHV 1) = 1 + 1.5(1.063 1) = 1.094.
В результате получим KF = 1•1.094 = 1.094.
Эквивалентные числа зубьев:
ZV1=
=
=
33.81;
ZV2
=
=
=
511.37.
Коэффициенты формы зуба:
YF1
= 3.47+
+
0.092
=3.47+
+
0.092•0.3282 =
3.6;
YF2=3.47+
+
0.092
=3.47+
+
0.092•0.3282 =
3.52.
Напряжения изгиба:
=
148.26 МПа <
;
=
151.5 МПа <
.