4.6 Расчёт зубчатой цилиндрической передачи

4.6.1 Выбор материала и термообработка:

Выбираем материал шестерни ‒ сталь 45, колеса ‒ сталь 35

Механические свойства стали представлены в таблице 1[8, таблица 2.1].

Таблица 1 ‒ Механические свойства стали

Сталь					Термообработка
Шестерня	45	173-241	360	610	нормализация
Колесо	35	140-187	240	470	нормализация

Принимаем следующие значения твердости колеса и шестерни:

- твердость шестерни ;

- твердость колеса .

4.6.2 Напряжение изгиба:

Допускаемые напряжения изгиба определяются раздельно для шестерни и колеса по формуле:

где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжения N_FO.

По таблице 3.1 [8]:

где – коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки.

Принимаем (при односторонней нагрузке).

 коэффициент безопасности:

где – коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственность зубчатой передачи. =1,75…2,2.

Принимаем .

– коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса. Принимаем (для литых заготовок).

Принимаем коэффициент долговечности

В результате получаем:

4.6.3 Ориентировочное значение модуля:

где ‒ вспомогательный коэффициент. – для прямозубых передач;

‒ число зубьев шестерни. Принимаем

‒ число зубьев колеса.

Коэффициент формы зубы определяется по графику в зависимости от:

где – для прямозубых колёс.

Далее расчёт выполняется по тому из колес пары, у которого меньше отношение:

Так как первое соотношение меньше второго, то дальнейший расчет ведем по шестерне.

Коэффициент ширины шестерни относительно диаметра принимается по таблице 4.1 [8]. Принимаем

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки принимается по графику 4.2 [8] в зависимости от параметра

Принимаем

Полученное значение округляем по ГОСТ 9563-60 до значения [8, таблица 4.3].

Ориентировочное значение диаметра начальной окружности шестерни:

Расчётная ширина шестерни:

Коэффициент осевого перекрытия:

Уточняем диаметр начальных окружностей:

Межосевое расстояние:

Диаметр вершин:

Диаметр впадин:

Окружная скорость:

Окружная сила:

Радиальная сила:

где угол зацепления, определяемый по формуле:

где  угол профиля.

Отсюда .

4.6.4 Проверочный расчёт по напряжению изгиба:

где – коэффициент, учитывающий форму зуба. = 4,15;

– коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. =1;

– коэффициент, учитывающий наклон зуба. Для прямозубых передач =1;

– окружная сила на начальной окружности,

– рабочая ширина венца зубчатой передачи,

– расчётный модуль зацепления,

– коэффициент нагрузки.

где – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку. Принимается по таблице 7.1 [8], (равномерный режим нагружения);

– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении. Принимается по таблице 7.2 [8], ;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца.

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колёс

Условие соблюдается.

4.6.5 Напряжение изгиба при действии кратковременной перегрузки

Принимаем допускаемое напряжение изгиба при действии кратковременной перегрузки равным напряжению изгиба шестерни, по которой ведем данный расчет.

Условие не соблюдается. Вследствие этого принимаем больший модуль

Условие соблюдается.

Условие не соблюдается. Вследствие этого принимаем больший модуль

Условие соблюдается.

Условие соблюдается.