3.5. Определение усилий в зацеплении

Определение усилий в зацеплении зубчатых колёс необходимо для расчёта валов и подбора подшипников.

Окружное усилие в зацеплении F_ti, Н, определяют по формуле :

F_t=2∙T/d_w, (3.5)

где T – крутящий момент на валу, Н·мм; d_w – диаметр делительной окружности колеса, мм.

Подставляя численные значения в формулу 3.5, получаем

F_t=2∙T/d_w=2∙213,42∙10³/63=6775 Н

Радиальное усилие в зацеплении F_r, Н, определяют по формуле

F_r=F_t∙tg_w (3.6)

где _w – угол зацепления (стандартный _w=20);

Подставляя численныезначения в формулу 3.6, получаем:

F_r=F_t∙tg_w=6775∙tg20=2466 Н

Направление сил в прямозубой передече показано на рисунке 3

Рисунок 3- Силы в зацеплении цилиндрических зубчатых колёс

4 Расчёт закрытой зубчатой передачи

4.1 Выбор материала и определение допускаемых напряжений

Подробное описание выбора материала для зубчатых колёс приведено в пункте 3.1. Выбираем сталь 40X, значения приведены в таблице 3.

Таблица 3- свойства стали 40Х

	Механические свойства				Термическая обработка
	твердость		предел прочности GB, МПа	предел текучести GT, МПа
	HB	HRC
Колесо	240	-	790	640	Улучшение	1.1	1.75
Шестерня	260	-	1000	800	Улучшение	1.1	1.75

Определив коэффициенты (смотри пункт 3.1) по формуле (3.1) определяем допускаемые контактные напряжения:

Определив эти величины в качестве допускаемого для проектировочного расчёта для шевронного зацепления. При этом должно выполняться условие: , где - меньшее из двух значений

и . Иначе принимают

Условие выполняется.

Допускаемое напряжение на выносливость зубьев при изгибе , МПа, определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле (3.2)

Приняв коэффициенты согласно пункту 3.1: ; ; ;

; ; .

4.2 Проектировочный расчет закрытой зубчатой передачи на контактную выносливость

Проектировочный расчёт служит для предварительного определения размеров. При расчётах индекс «1» относится к шестерне, а «2» к колесу.

При проектировочном расчёте ориентировочно определяют начальный диаметр шестерни (мм) по формуле с.34 [1]:

(4.1)

где K_d – вспомогательный коэффициент (принимаем K_α=675 МПа );

T₁ – крутящий момент на валу шестерни (T₁=39,68 Нм);

K_H - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки по ширине венца определяется по монограммам (рисунок 3.2[1]), принимаем K_H=1,09

U – передаточное число передачи (U=5,6, из кинематического расчёта);

_bd – коэффициент ширины зубчатого венца, задаётся в соответствии с таблицей 3.4[1] ,принимаем _bd=1,1;

K_A-коэффициент внешней динамической нагрузки, определяется по таблице 3.3 [1] , для равномерного режима нагружения двигателя K_A=1.25

Определив все коэффициенты подставляем их в формулу: