Розрахунок закритої конічної зубчастої передачі

Рис.2.4

Найбільше застосування в редукторобудуванні одержали прямозубі конічні колеса, у яких осі валів перетинаються під кутом S=90° (мал. 2.4). Проектний розрахунок. Основний габаритний розмір передачі - ділильний діаметр колеса по зовнішньому торці - розраховують по формулі [1] : ,

де Е_пр - наведений модуль пружності, для сталевих коліс Е_пр =Е_сталі= 2,×105МПа;

T₂ - обертаючий момент на валу колеса, Н× мм;

K_Hb - коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по довжині зубця, визначають по графіках на Рис. 2.5;

тут К_be - коефіцієнт ширини зубчастого вінця щодо зовнішньої конусної відстані, . Рекомендують прийняти К_be£0,3. Менші значення призначають для неприпрацьованих зубчастих коліс, коли H₁ і H₂ > 350 HB або V > 15 м/с

Найпоширеніше в редукторобудуванні значення К_be=0,285, тоді попередній вираз для визначення ділильного діаметра по зовнішньому торці колеса приймає вид

,

де u_p - розрахункове передаточне число конічної передачі.

Геометричний розрахунок.

Визначають діаметр шестерні по зовнішньому торці .

Ч исло зубців шестерні призначають по рекомендаціях, представленим на рис. 2.6. За значенням визначають число зубців шестерні: при Н₁ і Н₂ £ 350 HB , при Н₁ ³ 45 HRC і Н₂ £ 350 HB , при Н₁ і Н₂ ³ 45 HRC .

Рис. 2.5

Обчислене значення z₁ округляють до цілого числа.

Рис.2.6

Визначають число зубців колеса .

Обчислене значення округляють до цілого числа. Після чого необхідно уточнити:

- передаточне число передачі ,

- кут ділильного конуса колеса ,

- кут ділильного конуса шестірні ,

- зовнішній окружний модуль .

Рекомендується округлити до стандартного значення по ряду модулів: 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10. Після цього уточнюють величини діаметрів і .

Розраховують величину зовнішньої конусної відстані передачі (рис. 2.4) .

Робоча ширина зубчастого вінця колеса .

Отримане значення округляють до найближчого з ряду нормальних лінійних розмірів (табл. 2.5).

Визначають розрахунковий модуль зачеплення в середньому перетині зубця

.

При цьому знайдене значення не округляють!

Розраховують зовнішню висоту головки зуба .

Зовнішню висоту ніжки зуба визначають як .

Зовнішній діаметр вершин зубів коліс розраховують по формулі

.

Кут ніжки зуба розраховують по формулі .

Перевірочний розрахунок.

При розрахунку на витривалість зубців коліс по контактних напругах перевіряють виконання умови

,

де E_пр - наведений модуль пружності, для сталевих коліс

E_пр = E_сталі =2,1× 105 МПа ;

- обертаючий момент на шестерні, Н× мм, ;

де - ККД передачі.

- коефіцієнт розрахункового навантаження, ;

- коефіцієнт концентрації навантаження знайдено раніше по графіках

рис. 2.5.

- коефіцієнт динамічного навантаження, знаходять по табл. 2.7 зі зниженням на одну ступінь точності проти фактичної, призначеної по окружній швидкості відповідно до рекомендацій (табл. 2.6);

- ділильний діаметр шестерні в середньому перетині зуба,

;

- кут зачеплення, =20° .

Перевіряють зубці коліс на витривалість по напругах вигину за формулою:

і ,

де - окружне зусилля в зачепленні, Н, ;

- коефіцієнт розрахункового навантаження, , тут , а визначають по табл. 2.7 зі зниженням точності на одну ступінь проти фактичної,

- коефіцієнт форми зубця відповідно шестерні і колеса, знаходять по табл. 2.9 залежно від еквівалентного числа зубців коліс

.