- •Методические указания
- •К расчёту на прочность
- •Цилиндрических зубчатых передач
- •Составитель: профессор с.В. Палочкин
- •Введение
- •1. Общие положения
- •2. Проектный расчёт цилиндрической зубчатой передачи
- •2.1. Выбор материала шестерни и колеса
- •2.2. Определение допускаемых напряжений в передаче
- •2.2.1. Допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса
- •2.2.2. Допускаемое контактное напряжение в передаче
- •2.2.3. Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса
- •2.2.4. Допускаемые напряжения при максимальной (пиковой) нагрузке
- •2.3. Вычисление основных конструктивных параметров передачи
- •2.3.1. Степень точности зубчатой передачи
- •2.3.2. Межосевое расстояние
- •2.3.3. Ширина зубчатых колёс передачи
- •2.3.4. Нормальный модуль передачи
- •2.3.5. Суммарное число зубьев и угол их наклона
- •2.3.6. Число зубьев шестерни и колеса
- •2.3.7. Фактическое передаточное число
- •2.3.8. Делительные диаметры шестерни и колеса
- •2.3.9. Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни и колеса
- •2.3.10. Размеры заготовок шестерни и колеса
- •2.4. Определение сил, действующих в зацеплении передачи
- •2.5. Проверочный расчёт передачи на сопротивление усталости по контактным напряжениям
- •2.6. Проверочный расчёт передачи на сопротивление усталости по напряжениям изгиба зубьев колёс
- •2.7. Проверочный расчёт передачи на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки
- •3. Пример численного расчёта цилиндрической зубчатой передачи Исходные данные
- •1. Выбор материала шестерни и колеса
- •2. Определение допускаемых напряжений в передаче
- •2.1. Допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса
- •2.2. Допускаемое контактное напряжение в передаче
- •2.3. Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса
- •2.4. Допускаемые напряжения при максимальной (пиковой) нагрузке
- •3. Вычисление основных конструктивных параметров передачи
- •3.1. Степень точности зубчатой передачи
- •3.2. Межосевое расстояние
- •3.3. Ширина зубчатых колёс передачи
- •3.4. Нормальный модуль передачи
- •4. Определение сил, действующих в зацеплении передачи
- •5. Проверочный расчёт передачи на сопротивление усталости по контактным напряжениям
- •6. Проверочный расчёт передачи на сопротивление усталости по напряжениям изгиба зубьев колёс
2.3.4. Нормальный модуль передачи
Предварительно
определяем максимально возможный модуль
в мм из условия неподрезания зубьев
шестерни у основания
.
(28)
Затем рассчитываем
минимально возможное значение модуля
из условия прочности зубьев колёс по
напряжениям изгиба
,
(29)
где
для прямозубых и
для косозубых передач;
- минимальное допускаемое напряжение
изгиба.
Коэффициент
нагрузки
в расчётах по напряжениям изгиба
определяют как
.
(30)
Коэффициент
,
учитывающий
неравномерное распределение нагрузки
между зубьями в многопарном зацеплении
из-за погрешностей изготовления зубьев
шестерни и колеса, принимают
равным
.
(31)
Коэффициент
,
учитывающий
неравномерность распределения напряжений
у основания зуба по ширине зубчатого
венца, рассчитывают
по формуле
.
(32)
В связи с менее благоприятным влиянием приработки на изгибную прочность зубьев, чем на их контактную прочность, приработку при вычислении коэффициентов и не учитывают.
Коэффициент
при расчётах на изгибную прочность
учитывает внутреннюю динамику нагружения,
обусловленную, прежде всего, ошибками
шагов зацепления и погрешностями
профилей зубьев шестерни и колеса.
Значения определяют по табл. 13 в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твёрдости рабочих поверхностей зубьев колёс передачи.
Выполнив вычисления
по формулам (28) и (29), получают диапазон
модулей от
до
.
В качестве нормального модуля
передачи назначают меньшее из значений
данного диапазона, согласуя его со
стандартным значением из табл. 14 (ряд
1 следует предпочитать ряду 2).
Значения
при твёрдости
и
при твёрдости
для силовых передач использовать, как
правило, не рекомендуют.
Таблица 13
Значения коэффициента
Степень точности |
Твёрдость
|
Значения при |
||||
1 |
3 |
5 |
8 |
10 |
||
6 |
|
1,02 |
1,06 |
1,10 |
1,16 |
1,20 |
1,01 |
1,03 |
1,06 |
1,06 |
1,08 |
||
|
1,06 |
1,18 |
1,32 |
1,50 |
1,64 |
|
1,03 |
1,09 |
1,13 |
1,20 |
1,26 |
||
7 |
|
1,02 |
1,06 |
1,12 |
1,19 |
1,25 |
1,01 |
1,03 |
1,05 |
1,08 |
1,10 |
||
|
1,08 |
1,24 |
1,40 |
1,64 |
1,80 |
|
1,03 |
1,09 |
1,16 |
1,25 |
1,32 |
||
8 |
|
1,03 |
1,09 |
1,15 |
1,24 |
1,30 |
1,01 |
1,03 |
1,06 |
1,09 |
1,12 |
||
|
1,10 |
1,30 |
1,48 |
1,77 |
1,96 |
|
1,04 |
1,12 |
1,19 |
1,30 |
1,38 |
||
9 |
|
1,03 |
1,09 |
1,17 |
1,28 |
1,35 |
1,01 |
1,03 |
1,07 |
1,11 |
1,14 |
||
|
1,11 |
1,33 |
1,56 |
1,90 |
--- |
|
1,04 |
1,12 |
1,22 |
1,36 |
1,45 |
||
Примечание: верхние значения приведены для прямозубых колёс, а нижние – для косозубых колёс. |
||||||
Таблица 14
Стандартные значения модулей зубчатых передач (из ГОСТ 9563-80)
Ряд 1, мм |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
Ряд 2, мм |
1,125 |
1,375 |
1,75 |
2,25 |
2,75 |
3,5 |
4,5 |
5,5 |
7,0 |
9,0 |
11,0 |
