2. Проверка зубьев по контактным напряжениям

Z_σ – коэффициент, зависящий от типа зубьев в передаче;

b₂ – ширина венца зубчатого колеса.

;

;

;

.

3. Проверка зубьев по напряжениям изгиба

Y_FS – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений в зависимости от приведённого числа зубьев;

Y_β – коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев;

Y_ε – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев.

;

;

;

.

4. Проверка зубьев под действием пиковой нагрузки

K_пер – коэффициент перегрузки.

[σ]_{H max} – допустимое максимальное контактное напряжение.

σ – предел текучести материала колеса.

;

.

[σ]_{F max} – допустимое максимальное напряжение изгиба.

Y_Nmax – максимально возможное значение коэффициента долговечности;

k_st – коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки;

S_st – коэффициент запаса прочности.

;

.

5. Расчёт геометрии передач

Передачи выполняются прямозубыми, без смещений с углом профиля 20°.

Угловой шаг зубьев:

Межосевое расстояние:

z₁ – число зубьев шестерни передачи;

z₂ – число зубьев колеса передачи;

m – модуль передачи.

Делительные диаметр колёс:

Основные диаметры колёс:

α – угол зацепления передачи.

Начальные диаметр колёс:

Диаметры вершин колёс:

Диаметры впадин колёс:

Коэффициент зацепления:

6. Расчёт основных размеров зубчатых колёс

Толщина обода:

Толщина диска:

Фаски зубчатых венцов со сторон вхождения колёс в зацепление:

Диаметр ступицы:

d – диаметр посадочного отверстия.

Длина ступицы блока:

b_i – ширины колёс в блоках;

n – число колёс в блоках;

a₁ – ширина канавки под управляющую вилку.

Ширины канавок a между колёсами в блоках принимаются в зависимости от модулей передач и диаметров долбяков.

Длина ступицы:

Глубина канавок между колёсами в блоках:

Диаметр выточек посадочных отверстий блоков:

Длина контактных колец отверстий блоков:

Для снижения массы колёс и удобства монтажа-демонтажа на них необходимо выполнить 4...6 отверстий наибольших возможных диаметров.

7. Расчёт сил в зацеплении

Рисунок 10 – Силы в зацеплении

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

3. Расчёт конической передачи

   1. Расчёт передачи по контактным напряжениям

Предварительный диаметр внешней делительной окружности шестерни:

K – коэффициент, зависящий от поверхностной твёрдости зубьев шестерни и колеса;

θ_H – коэффициент, зависящий от типа зубьев.

.

Окружная скорость передачи:

n₁ – частота вращения шестерни.

.

Уточнённый диаметр внешней делительной окружности шестерни:

.

Угол делительного конуса шестерни:

.

Конусное расстояние шестерни:

.

Ширина зубчатого венца шестерни:

.

Минимальный внешний торцовый модуль передачи:

;

.

Расчётный внешний торцовый модуль передачи:

z₁ – число зубьев шестерни.

.

Ориентировочные основные размеры колёс передач:

.

2. Проверка зубьев по контактным напряжениям

.

3. Проверка зубьев по напряжениям изгиба

;

.

4. Проверка зубьев под действием пиковой нагрузки

.

.

5. Расчёт геометрии передачи

Число зубьев плоского колеса:

Σ – межосевой угол.

.

Внешнее конусное расстояние:

.

Ширина зубчатого венца:

.

Среднее конусное расстояние:

.

Средний окружной модуль:

.

Внешний делительный диаметр:

.

Средний делительный диаметр:

.

Внутренний окружной модуль:

.

Угол делительного конуса:

;

.

Внешняя высота головки зубьев:

.

Внешняя высота ножки зубьев:

.

Внешняя высота зубьев:

.

Угол головки зуба:

.

Угол ножки зуба:

.

Угол конуса вершин:

.

Угол конуса впадин:

.

6. Расчёт основных размеров колёс

Толщина обода:

.

Ширина торца зубчатого венца:

.

Толщина диска:

.

Диаметр ступицы:

d – диаметр посадочного отверстия.

.

Длина ступицы:

.

Для снижения массы колёс и удобства монтажа-демонтажа на них необходимо выполнить 4...6 отверстий наибольших возможных диаметров.

7. Расчёт сил в зацеплении

Рисунок 11 – силы в зацеплении

Окружная сила на среднем диаметре шестерни и колеса:

.

Осевая сила на шестерне и радиальная сила на колесе:

.

Осевая сила на колесе и радиальная сила на шестерне:

.

5. Расчёт валов

Валы представляют собой детали машин, предназначенные для передачи вращения, крутящего момента и мощности и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор. Валы общего назначения изготовляют из углеродистых качественных сталей 40...50. Как правило, для упрощения установки на валах конструктивных элементов их выполняют ступенчатыми.

1. Ориентировочный расчёт валов

Ориентировочный расчёт валов не учитывает способа их закрепления и размещения на них элементов передач. Определяет минимальный диаметр вала. Расчёт осуществляется по величинам приложенных к валам крутящих моментов и пониженным допускаемым напряжениям.

τ – пониженное допускаемое касательное напряжение;

T – крутящий момент на валу;

K – коэффициент перегрузки;

W_p – полярный момент сопротивления сечения вала;

d – диаметр вала.