3 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

1. Исходные данные

Вращающий момент на валу колеса

Угловая скорость ведущего вала

Передаточное число

Режим нагрузки – постоянный. Редуктор с нереверсивной передачей

предназначен для длительной эксплуатации и для мелкосерийного производства.

Зубчатые колеса нарезаны без смещения[6]

2. Выбор материала зубчатых колёс

1. Шестерня: Сталь 40Х; термообработка – улучшение; диаметр заготовки твёрдость рабочих поверхностей зубьев предел прочности

2. Колесо: Сталь 40Х; термообработка – улучшение; ширина заготовки венца зубчатого колеса твёрдость рабочих поверхностей зубьев Предел прочности

Принимаем среднюю твёрдость шестерни колеса

3. Определение допускаемых напряжений

1. Допускаемое контактное напряжение шестерни и колеса

где – предел контактной выносливости поверхностей зубьев при

– допускаемый коэффициент безопасности при однородной структуре материала (улучшение);

– коэффициент долговечности для длительно работающих передач при постоянном режиме нагрузки.

Принимаем допускаемое контактное напряжение для косозубых цилиндрических колёс

Условие выполняется

2. Допускаемое напряжение изгиба шестерни и колеса

где – предел выносливости зубьев по излому для материала

с

– допускаемый коэффициент безопасности для зубчатых колёс, изготовленных из поковок;

– коэффициент долговечности для длительно работающих

передач при постоянном режиме нагрузки

4. Принимаем коэффициент ширины колеса относительно межосевого

расстояния

как для симметричного расположения колес относительно опор

5. Определяем коэффициент ширины колеса относительно делительного диаметра шестерни

6. Принимаем коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца

как для прирабатывающихся колес имеющих твердость зубьев H<HB 350, окружная скорость колес при V<15 м/с

7. Межосевое расстояние

Принимаем стандартное значение

8. Ширина венца колеса

что соответствует стандартному значению.

Ширина венца шестерни

что соответствует стандартному значению

9. Нормальный модуль зубьев

Принимаем стандартное значение модуля

10. Принимаем предварительно угол наклона зубьев и определяем число зубьев шестерни и колеса

Принимаем

Уточняем угол наклона зубьев

11. Фактическое передаточное число

Отклонение фактического передаточного числа от заданного

12. Основные геометрические размеры передачи

Диаметр делительных окружностей

Проверяем значение межосевого расстояния

Диаметр окружностей вершин зубьев

Диаметр окружностей впадин зубьев

Высота зуба

13. Проверяем пригодность выбранных заготовок шестерни и колеса

Ширина заготовки колеса

Размер заготовки шестерни

Следовательно, требуемые механические характеристики могут быть получены при термической обработке – улучшение.

Поэтому, выбранная начале расчета марка стали 40Х не требует изменения

14. Окружная скорость колеса и степень точности передачи

Принимаем 8-ую степень точности – это средняя точность, применяемая для передач общего машиностроения

15. Силы, действующие в зацеплении:

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила

16. Результаты расчетов сведены в таблицу 2 основных параметров зубчатых передач

Таблица 2

Наименование параметра		Буквенное обозначение	Единицы измерения	Численное значение
Межосевое расстояние		aw	мм	140
Делительный диаметр	шестерни	d1	мм	60,61
	колеса	d2	мм	212,12
Диаметр окружности впадин зубьев	Шестерни	df1	мм	55,61
	колеса	df2	мм	207,12
Нормальный модуль		mn	мм	2
Диаметр окружности вершин зубьев	шестерни	da1	мм	64,61
	колеса	da2	мм	216,12
Число зубьев	шестерни	Z1	-	33
	колеса	Z2	-	105
Ширина венца	шестерни	b1	мм	60
	колеса	b2	мм	56
Окружная скорость		V	м/с	0,89
Степень точности		-	-	8
Окружное усилие		Ft1 =Ft2	Н	3582
Радиальное усилие		Fr1 = Fr2	Н	1317
Осевое усилие		Fa1 =Fa2	Н	488