3.6.13 Расчет зубьев прямозубых конических передач

В конических передачах нагрузка по длине зуба распределяется неравномерно. В результате нагружения передачи происходит некоторый относительный поворот колес, определяемый податливостью зубьев. Это значительно усложняет расчеты. Для простоты расчета конических колес ведут по среднему сечению (середина длины зуба). Это увеличивает запас прочности.

Для расчета на прочность конические колеса условно заменяют цилиндрическими, диаметр начальной окружности и модуль которых равны диаметру начальной окружности и модулю в среднем сечении зуба конических колес, а профиль зубьев соответствует профилю некоторых эквивалентных колес. Последние получаются разверткой дополнительного конуса на плоскость.

Диаметры эквивалентных колес:

,

.

Эквивалентные числа зубьев прямозубых колес:

; .

На основе опытных данных считают, что конические передачи могут передавать нагрузку, равную 0,85 от допустимой нагрузки эквивалентной цилиндрической передачи

Эквивалентное передаточное число:

;

а) расчет на изгиб.

Для проектного и проверочного расчетов конических прямозубых и не прямозубых колес на изгиб получены следующие формулы:

где — нагрузка на единицу ширины венца ;

— момент, ;

— нормальный модуль на середине венца, мм;

— коэффициент прочности зуба по местным напряжениям.

Коэффициенты — см. табл.35 /1/,

— см. табл. 46 /1/.

— учитывающий угол наклона зубьев. Принимают .

— для прямозубых; — для не прямозубых.

— коэффициент нагрузки .

— коэффициент динамичности, выбирается так же, как и для цилиндрических зубчатых колес, изготовленных менее точно на одну ступень.

— коэффициент концентрации нагрузки по ширине венца принимают как для консольных цилиндрических передач.

Для расчета конических передач на контактную прочность можно применить формулы для цилиндрических передач к эквивалентным передачам.

Контактное напряжение равно:

;

где .

Для передач с формой зуба 1 следует применять:

;

а также

тогда:

.

Диаметр внешней делительной окружности:

.

3.6.14. Расчет допускаемых напряжений

Допускаемые напряжения изгиба при длительной работе с постоянной нагрузкой одной стороны зубьев (не реверсивные передачи).

,

где n – коэффициент безопасности.

— выбирается в зависимости от вероятности безотказной работы;

— вводится только для литых заготовок;

— вводится при работе в условиях коррозии и высоких температур;

— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности и шлифование выкружки,

.

— коэффициент, учитывающий механическое упрочнение;

при обдувке дробью после цементации и закалки: ;

— масштабный фактор.

При мм и мм, .

— предел выносливости.

Допускаемые контактные напряжения при длительной работе и мм находятся по формуле:

,

где — предел выносливости поверхностных слоев зубьев;

— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности и выбирается от класса шероховатости (для 7-го класса и выше ).