Перевірочний розрахунок закритої циліндричної передачі

Перевірка контактної витривалості робочих поверхонь зубів коліс.

Розрахунком повинна бути перевірена справедливість дотримання наступних нерівностей [1] :

- для прямозубих коліс

;

- для косозубих коліс

де Z_Hb - коефіцієнт підвищення міцності косозубих передач по контактних напругах, .

Всі геометричні параметри коліс, що розраховують, визначені в п.2.4. Для косозубої передачі додатково розраховують - коефіцієнт торцевого перекриття зубчастої передачі по формулі

Тут також знак "+" ставиться до передач зовнішнього зачеплення, а "-" – внутрішнього зачеплення.

Розраховують (або уточнюють) величину обертаючого моменту Т₁ Н× мм на шестерні передачі що перевіряється

,

де h - КПД передачі, він враховує втрати потужності в зубчастій передачі; звичайно h = 0,97.

Для визначення коефіцієнта внутрішнього динамічного навантаження необхідно по табл. 2.6 призначити ступінь точності передачі залежно від окружної швидкості в зачепленні

, .

Таблиця 2.6

Ступені точності зубчастих передач

Ступінь	Окружні швидкості обертання коліс V, м/с
точності	прямозубих		косозубих
	циліндричних	конічних	циліндричних
6	до 15	до 12	до 30
7	до 10	до 8	до 15
8	до 6	до 4	до 10
9	до 2	до 1,5	до 4

Потім по табл. 2.7 знаходять значення коефіцієнта для передачі, що розраховується.

У косозубої передачі теоретично зачіпається одночасно не менш двох пар зубців. Однак практично помилки нарізування зубців можуть усунути двухпарне зачеплення, і при контакті однієї пари між зубцями другої пари може бути невеликий зазор, що усувається під навантаженням внаслідок пружних деформацій зубців. Це враховують коефіцієнтом K_Hа, що приймається з табл. 2.8.

Таблиця 2.7

Значення коефіцієнтів kHv і kFv

Ступінь точності	Твердість поверхонь зубців	Коефіцієнти	Окружна швидкість
			V , м/с
			1	2	4	6	8	10
1	2	3	4	5	6	7	8	9
6	а	KHv	1.03	1.06	1.12	1.17	1.23	1.28
			1.01	1.02	1.03	1.04	1.06	1.07
		KFv	1.06	1.13	1.26	1.40	1.53	1.67
			1.02	1.05	1.10	1.15	1.20	1.25
		KHv	1.02	1.04	1.07	1.10	1.15	1.18
	б		1.00	1.00	1.02	1.02	1.03	1.04
		KFv	1.02	1.04	1.08	1.11	1.14	1.17
			1.01	1.02	1.03	1.04	1.06	1.07
7	а	KHv	1.04	1.07	1.14	1.21	1.29	1.36
			1.02	1.03	1.05	1.06	1.07	1.08
		KFv	1.08	1.16	1.33	1.50	1.67	1.80
			1.03	1.06	1.11	1.16	1.22	1.27
		KHv	1.03	1.05	1.09	1.14	1.19	1.24
	б		1.00	1.01	1.02	1.03	1.03	1.04
		KFv	1.03	1.05	1.09	1.13	1.17	1.22
			1.01	1.02	1.03	1.05	1.07	1.08
8	а	KHv	1.04	1.08	1.16	1.24	1.32	1.40
			1.01	1.02	1.04	1.06	1.07	1.08
		KFv	1.10	1.20	1.38	1.58	1.78	1.96
			1.03	1.06	1.11	1.17	1.23	1.29
	б	KHv	1.03 1.01 1.04 1.01	1.06	1.10	1.16	1.22	1.26
				1.01	1.02	1.03	1.04	1.05
		KFv		1.06	1.12	1.16	1.21	1.26
				1.02	1.03	1.05	1.07	1.08
9	а	KHv	1.05	1.10	1.20	1.30	1.40	1.50
			1.01	1.03	1.05	1.07	1.09	1.12
		KFv	1.13	1.28	1.50	1.77	1.98	2.25
			1.04	1.07	1.14	1.21	1.28	1.35
	б	KHv	1.04	1.07	1.13	1.20	1.26	1.32
			1.01	1.01	1.02	1.03	1.04	1.05
		KFv	1.04	1.07	1.14	1.21	1.27	1.34
			1.01	1.02	1.04	1.06	1.08	1.09

Примітки:

1. Твердість поверхонь зубців

2. Верхні цифри проставляються для прямих зубців, нижні - для косих зубців.

Таблиця 2.8

	Окружна швидкість V , м/с	Ступінь точності	KHa	KFa
	До 5	7	1.03	1.07
		8	1.07	1.22
		9	1.13	1.35
	5-10	7	1.05	1.20
		8	1.10	1.30
	10-15	7	1.08	1.25
		8	1.15	1.40

Якщо в результаті перевірки виявиться істотне недовантаження (понад 10%) передачі, то з метою більш повного використання можливостей матеріалів зубчастих коліс можливе коректування робочої ширини зубчастого вінця по співвідношенню

.

Уточнене значення робочої ширини вінця рекомендується округлити до нормального лінійного розміру (по табл.2.5).

Перевірка міцності зубів по напругах вигину. Розрахунок виконують окремо для шестерні і для зубчастого колеса передачі після уточнення навантажень на зубчасті колеса і їхні геометричні параметри.

Перевіряють справедливість співвідношення розрахункових напруг вигину s_F і напруг, що допускають, [s_F]:

для прямозубих коліс

і для косозубих коліс

,

де - коефіцієнт підвищення міцності косозубих передач по напругах вигину, . Тут Yb коефіцієнт, що враховує підвищення згинаючої міцності внаслідок нахилу контактної лінії на зубця до підстави зубця, , де  підставляють у градусах. Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження між одночасно зачепляємими зубцями, KFa призначають по табл. 2.8.

Окружне зусилля в зачепленні коліс розраховують по формулі

, Н.

Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по довжині лінії контакту K_Fb визначають по графіках рис. 2.7 в, аналогічно розглянутому вище визначенню значення коефіцієнта K_Hb .

Коефіцієнт форми зуба Y_F для прямозубих коліс призначають по табл. 2.9 залежно від фактичного числа зубців для прямозубих коліс і від числа зубців еквівалентних коліс - для косозубих коліс. Табл. 2.9 складена для випадку відсутності зсуву зуборізного інструмента (x=0) при зубонарізуванні.

Якщо при перевірочному розрахунку робочі напруги вигину в зубцях коліс виявляються значно меншої величини, ніж допустимі напруження , то для закритих передач це цілком припустимо, тому що навантажувальна здатність таких передач обмежується, як правило, контактною витривалістю зубців.

Таблиця 2.9