8.2. Проверочный расчёт цилиндрической косозубой передачи

Проверочный расчёт передачи проводим в соответствии с ГОСТ 21354-75.

3.2.1. Проверка передачи на контактную выносливость

Z_H= (коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей зубьев). _ = 20 (угол зацепления).

Z_M = (коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряжённых колёс, МПа).

(приведенный модуль упругости).

E₁ = E₂ =2,1·10⁵ МПа.

E_пр= 2,1·10⁵ МПа.

 = 0,3 (коэффициент Пуассона).

Для стальных (₁ = ₂ = 0,3; Е₁ = Е₂ = 0,21^.10⁶ МПа) колес принимают Z_E = 271 Мпа^1/2.

Коэффициент осевого перекрытия

при имеем тогда

= Н (окружная сила).

K_H = К_А·K_H·K_HV (коэффициент нагрузки).

К_А – коэффициент внешней динамической нагрузки;

K_H – коэффициент концентрации нагрузки;

K_HV – коэффициент динамичности нагрузки.

К_А=1,25 при внешней нагрузке с малой неравномерностью и использовании электродвигателя.

При непостоянной нагрузке K_H = (1-х)∙ K + х

K – коэффициент начальной концентрации нагрузки, выбирается по рекомендации [1, с. 16] в зависимости от , то K = 1,14.

х =

K_H = (1-0,71) ∙1,14+0,71 = 1,04.

Определяем K_HV (коэффициент динамичности) в зависимости от V (окружной скорости).

м/с

Принимаем 8-ю степень точности по рекомендации [3, с. 259] (тихоходные передачи машин низкой точности). По рекомендации [1, с. 17] находим.

K_HV = 1,02.

K_H =1,25·1,04·1,02 = 1,33.

_H = .

_H = 480 < [_H]_min = 536 МПа.

Недогрузка передачи составляет

При сопоставлении рабочих и допускаемых напряжений разрешается 15% -я недогрузка и 5% перегрузка зубьев колес передачи. Недогрузка данной передачи составляет 10,4%, что допустимо! Снижение габаритов нецелесообразно ввиду сложности расположения опор валов!!!

8.2.2.Проверка передачи на изгибную выносливость

; (условие работоспособности на изгиб для косозубых колёс).

С достаточной степенью точности можно считать, что K_F = K_H, а K_FV = K_HV.

Y_F (коэффициент формы зуба) находим в зависимости от числа зубьев рассчитываемого колеса z и коэффициента смещения режущего инструмента x (x₁ = x₂ = 0) по рекомендации [1, с. 19]. Для косозубых колес число зубьев эквивалентного колеса

Тогда: Y_F1 = 3,8; Y_F2 = 3,6.

Коэффициент многопарности зацепления ;

Коэффициент перекрытия зубьев ;

Коэффициент угла наклона ;

На изгибную выносливость проверяют зубья того колеса, для которого - минимально, т.е. колеса

На изгибную прочность проверяем зубья колеса.

Проверяем передачу на прочность зубьев при пиковых (кратковременных) перегрузках.

.

_H =462МПа, , =1260МПа

,

Следовательно, контактная пластическая деформация зубьев (бринеллирование) будет отсутствовать.

cследовательно, объёмная пластическая деформация будет отсутствовать.

8.3. Геометрические характеристики зацепления

Определяются только те геометрические характеристики, которые необходимы при вычерчивании зубчатого зацепления передачи и рабочих чертежей зубчатых колёс.

Расчёт геометрических размеров передачи внешнего зацепления производится по ГОСТ 16532-70.

Некоторые размеры и параметры передачи уже определены.

m_n = 2 мм; a_ = 125мм; b₁ = 45 мм; b₂ = 40 мм; d₁= 60,4 мм; d₂ =189,6 мм; u =3,14.

Диаметры окружностей выступов

d_a1 = d₁+2·(h +x₁)· m_n; d_a2 = d₂+2·(h+x₂)· m_n.

h = 1 (коэффициент высоты головки зуба исходного контура).

x₁ = x₂ = 0 (коэффициенты смещения режущего инструмента).

d_a1 = 60,4+2·(1+0)·2 = 64,4мм;

d_a2 = 189,6+2·(1+0)·2 = 193,6мм.

Диаметры окружностей впадин зубьев

d_f1 = d₁-2·(h +c^*-x₁)· m_n; d_f2 = d₂-2·(h+c^*-x₂)· m_n.

c^* = 0,25 (коэффициент радиального зазора исходного контура).

d_f1 = 60,4-2·(1+0,25-0)·2 = 55,4 мм;

d_f2 = 189,6-2·(1+0,25-0)·2 = 184,6мм.