3. Проектний розрахунок зубчастої передачі.
3.1. Для визначення міжосьової відстані треба вибрати коефіцієнти.
– коефіцієнт
який враховує нерівномірність розподілу
навантаження по довжині зуба.
= 1.15 Приймаємо за допомогою таблиці 3.1 ([1], стор. 32)
Приймаємо для косозубих коліс коефіцієнт ширини вінця по міжосьовому відстані:
=
= 0.4
Коефіцієнт прийнят за допомогою рекомендацій ([1], стор. 36)
Міжосьова відстань з умови контактної витривалості активних поверхонь зубів за формулою 3.7 ([1], стор. 34)
=
(u+1)
= 43(4+1)
= 137,6
Найближче значення міжосьової відстані за ГОСТ 2185-66 Обираємо за рекомендацією ([1], стор. 36)
= 140 мм
3.2. Нормальний модуль зачеплення приймаємо по наступній рекомендації:
=
(0,01÷0,02)
=
(0,01÷0,02)·140
= 1,4÷2,8
мм;
За рекомендацією ([1], стор. 36) Приймаємо за ГОСТ 9560
= 2,0 мм;
3.3. Приймемо попередньо кут нахилу зубів β = 10º і визначимо число зубів шестерні і колеса. За формулою ([1], 3.16)
=
=
= 27,4 мм;
Приймаємо
= 27; тоді
=
·u
= 27·4 = 108 мм;
3.4. Уточненя значення кута нахилу зубів:
Cosβ
=
=
= 0,9642;
β = 15°40´
3.5. Основні розміри шестерні і колеса. Діаметри ділильні :
=
=
27 = 56,01мм;
=
=
108 = 224,06 мм;
Перевірка
=
= 140 мм;
Діаметри вершин зубів :
=
+ 2
= 56,01 + 2·2
= 60,01 мм;
=
+ 2
= 224,06 + 2·2
= 228,06 мм;
Ширина
колеса:
=
·
= 0,4·140 = 56 мм;
Ширина
шестерні:
=
+4 = 56 + 4 = 60 мм;
Визначаємо коефіцієнт ширини шестірні по діаметру:
=
=
= 1,071;
4. Визначення окружної швидкості і сил, що діють в зачепленні
4.1. Визначимо окружну швидкість коліс і степінь точності передачі:
=
= 3,14·
= 101,31 рад.
Ʋ
=
=
= 2,837 м/с.
Приймаємо згідно рекомендаціям. ([1], стор. 32)
4.2.
Коефіцієнт навантаження:
=
·
·
Значення
є в табл. 3.5; при
=
1,071
твердості HB
350.
По табл. 3.4 гл III
при
Ʋ=2,837
м/с. і 8-ої ступіні точності
=
1,08. За табл. 3.6 для косозубих коліс при
Ʋ
5
м/с
= 1,0 Таким чином маємо:
= 1,155·1,08·1,0 = 1,2474;
4.3. Перевірка контактних напруг за формулою ([1], 3.6):
=
=
= 400 МПа;
Перевірка:
= 400
]
= 410 МПа;
Висновок: умова виконана.
Визначемо сили які діють у зачепленні. Розрахунки за формулами ([1], 8.3 і 8.4)
Окружна:
=
=
= 2214 Н;
Радіальна:
=
= 2214
= 835 Н;
Осьова
=
tg
= 2214·tg15°40´
= 620 Н;
5. Перевірочний розрахунок на контактну та згинальну витривалість зубців.
5.1. Перевіряємо зубці на витривалість по напруженням згину за формулою ([1], 3.25):
=
[
].
Тут
коефіцієнт навантаження
=
([1],
стор.
37)
При
=
1,071 твердість HB
350
і несиметричному розташуванні зубчастих
коліс щодо опор
= 1,23
= 1,35. Усі
коефіцієнти обираємо за допомогою
таблиці 3.8 Таким чином коефіцієнт
= 1,23·1,35
= 1,66;
– коефіцієнт,
враховує форму зуба і залежить від
еквівалентного числа зубів
.
Розрахунки
за формулою ([1],
3.25)
У
шестерні
=
=
= 30
У
колеса
=
=
= 120
=
3,80
= 3,60
([1], стор. 39; 3,24 )
Для
сталі 45 покращеної при твердості HB
350
=
1,8 HB
Для шестерні = 1,8 · 230 = 415 МПа;
Для колеса = 1,8 · 200 = 360 МПа.
1)
[
]
– коефіцієнт безпеки, який представляє
собою добуток двох коефіцієнтів
[ ]' - коефіцієнт враховуючий нестабільність властивостей матеріалу зубчатих коліс
[ ] = 1,75