3.3 Проверочные расчёты зубчатых передач
3.3.1 Проверочный расчёт цилиндрических зубчатых передач.
Исходными данными
для проверочного расчета
цилиндрических
зубчатых передач являются: передаточное
отношение u;
крутящий момент на валу шестерни
, Н·м;
частота вращения шестерни
, мин-1;
параметры зубчатых колес (число зубьев
колеса и шестерни
и
;
делительный диаметр шестерни
, мм;
ширина зубчатого венца
, мм;
угол наклона зубьев
, град
(только для
косозубой передачи);
модуль
, мм);
коэффициент распределения нагрузки
между зубьями
;
коэффициент концентрации нагрузки
;
допускаемые контактные напряжения
,
МПа, и напряжения
изгиба для шестерни и колеса
и
,
МПа.
Порядок проверочного расчета цилиндрических зубчатых передач представим в виде таблицы 3.4.
Таблица 3.4 – Порядок проверочного расчета цилиндрических зубчатых передач
Параметр |
Обозна-чение |
Определение параметра |
1 |
2 |
3 |
По контактным напряжениям |
||
Коэффициент торцового перекрытия (только для косозубой передачи) |
|
|
Коэффициент повышения прочности косозубых передач по контактным напряжениям (только для косозубой передачи) |
|
|
Окружная скорость |
|
|
Коэффициент динамической нагрузки |
|
Выбираем по таблице А.7 [1, таблица 8.3] в зависимости от степени точности, твердости поверхности зубьев и окружной скорости . |
Коэффициент расчётной нагрузки |
|
= · · . |
Угол профиля |
|
= 20º. |
Контактные напряжения |
|
Для прямозубых передач
для косозубых передач
|
.
.
.
;
.
Продолжение таблицы 3.4
1 |
2 |
3 |
Недогрузка (перегрузка) |
|
Если
недогрузка больше 5 % или перегрузка
больше 3 % то производим корректировку
ширины
по
формуле
|
По напряжениям изгиба |
||
Эквивалентное число зубьев для шестерни и колеса (только для косозубой передачи) |
|
|
Коэффициент формы зуба для шестерни и колеса |
|
Выбираем по графику на рисунке А.3
[1, рисунок 8.20] при
коэффициенте смещения x = 0
при числе зубьев
|
Определяем отношение |
|
В дальнейшем расчёт ведём при том
|
Коэффициент повышения изгибной прочности вследствие наклона контактной линии к основанию зуба (только для косозубой передачи) |
|
|
Коэффициент повышения прочности косозубых передач по напряжениям изгиба (только для косозубой передачи) |
|
|
Коэффициент неравномерности нагрузки |
|
= . |
Коэффициент концентрации нагрузки |
|
Выбираем по графикам на рисунке А.2 [1, рисунок 8.15], в зависимости от твердости поверхности зубьев, вида редуктора и коэффициента . |
Коэффициент динамической нагрузки |
|
Выбираем по таблице А.7 [1, таблица 8.3] в зависимости от степени точности, твердости поверхности зубьев и окружной скорости . |
Коэффициент расчётной нагрузки |
|
|
Окружное усилие |
|
|
.
и пересчитываем
.
,
.
,
‑ для
прямозубых передач и
‑ для
косозубых.
,
,
для которого отношение получилось
меньше.
.
.
.
.
Окончание таблицы 3.4
1 |
2 |
3 |
Напряжения изгиба |
|
Для прямозубых передач
Для
косозубых передач
Если условие
не выполняется, то производим
корректировку ширины шестерни по
формуле
|
;
.
,
но таким образом, чтобы выполнялось
условие
.
3.3.2 Проверочный расчёт конической прямозубой передачи.
Исходными данными
для проверочного расчета конических
прямозубых передач являются: передаточное
отношение u;
крутящий момент на валу шестерни
,
Н·м; частота
вращения шестерни
мин-1;
параметры зубчатых колес (число зубьев
колеса и шестерни
и
;
делительный диаметр шестерни в среднем
сечении
, мм;
ширина зубчатого венца
, мм;
модуль в среднем сечении
, мм);
коэффициент концентрации нагрузки
;
допускаемые контактные напряжения
,
МПа, и напряжения
изгиба для шестерни и колеса
и
,
МПа; коэффициент
характеризующий понижение прочности
зубьев конической передачи по сравнению
с цилиндрической
.
Порядок проверочного расчета конических прямозубых передач представим в виде таблицы 3.5.
Таблица 3.5 – Порядок проверочного расчета конических прямозубых передач
Параметр |
Обозна-чение |
Определение параметра |
1 |
2 |
3 |
По контактным напряжениям |
||
Степень точности |
|
Выбираем по таблице А.5 [1, таблица 8.2]. |
Окружная скорость |
|
|
Коэффициент динамической нагрузки |
|
Выбираем по таблице А.7 [1, таблица 8.3] в зависимости от степени точности, твердости поверхности зубьев и окружной скорости (при этом степень точности условно понижают на 1 единицу). |
Коэффициент расчётной нагрузки |
|
= · . |
Угол профиля |
|
= 20º. |
.
Продолжение таблицы 3.5
1 |
2 |
3 |
Контактные напряжения |
|
|
Недогрузка (перегрузка) |
|
|
По напряжениям изгиба |
||
Эквивалентное число зубьев для шестерни и колеса |
,
|
|
Коэффициент формы зуба для шестерни и колеса |
,
|
Выбираем по графику рисунок А.3
[1, рисунок 8.20] при
коэффициенте смещения x = 0
при эквивалентном числе зубьев
|
Определяем отношение |
,
|
В дальнейшем расчёт ведём при том , для которого отношение получилось меньше. |
Коэффициент, характеризующий понижение прочности зубьев конической передачи по сравнению с цилиндрической |
|
= . |
Коэффициент концентрации нагрузки |
|
|
Коэффициент динамической нагрузки |
|
Выбираем по таблице А.7 [1, таблица 8.3] в зависимости от степени точности, твердости поверхности зубьев и окружной скорости (при этом степень точности условно понижают на 1 единицу). |
Коэффициент расчётной нагрузки |
|
|
Окружное усилие |
|
|
Напряжения изгиба |
|
Если условие
не выполняется, то производим
корректировку ширины шестерни по
формуле
|
.
.
Если недогрузка больше 5 % или
перегрузка больше 3 %, то производим
корректировку ширины шестерни по
формуле
и определяем
.
.
.
.
.
.
.
,
но таким образом, чтобы выполнялось
условие
.