6_Методика расчета___

6

Методика расчёта цилиндрических прямозубых, косозубых (шевронных) зубчатых передач

В зависимости от требований к габаритам и условиям эксплуатации, используя литературные источники назначают материалы шестерни и колеса.

Для лучшей прирабатываемости зубьев шестерни, а также в связи с тем что шестерня работает в худших условиях, материал для неё рекомендуется назначать, используя следующую рекомендацию:

Н_шест≥ Н_кол +(10…15НВ).

I. Материалы и термообработка.

В редукторостроении применяют следующие материалы для зубчатых колес:

а) для слабонагруженных передач:

- шестерня	Сталь	Термообработка:
РГЗ 45; 40Х	45	улучшение
	40Х	НВ 289…392
	40ХН
	35ХМ
- колесо	Сталь	Термообработка:
	45	нормализация
	40Х	НВ 235…282
	40ХН
	35ХМ

б) для средненагруженных передач:

- шестерня	Сталь	Термообработка:
	45	закалка ТВЧ
	40Х	НRC 45…56
	40ХН
	35ХМ
- колесо	Сталь	Термообработка:
	45	улучшение
	40Х	НВ 269…302
	40ХН
	35ХМ

в) для высоконагруженных передач:

- шестерня - колесо	Сталь	Термообработка:
	45	закалка ТВЧ
	40Х	НRC 45…56
	40ХН
	35ХМ

г) для особовысоконагруженных передач:

- шестерня - колесо	Сталь	Термообработка:
	18ХГТ	цементация,
	12ХН3А	закалка
		НRC 56…63

Первые цифры – сод. углерода в сотых долях процента.

Буквы - Г- марганец, М-молибден, Н- никель, С-кремний, Т-титан, Х-хром, Ю- алюминий. Цифры после буквы - % сод., если оно превышает 1%.

Буква А в конце – высоколегированные стали, Л - стальное литьё.

В РГЗ – 1^й или 2^й варианты.

II. Проектный расчет.

Для проектного расчёта зубчатых колёс необходимо техническое задание и данные из предыдущих расчётов, а именно:

- передаточное отношение И каждой пары;

- крутящие моменты Т на всех валах;

- материал для зубчатых колёс;

- допускаемые контактные напряжения σ_HP и изгибные напряжения σ_FP.

Исходя из расчёта на контактную прочность определяем, с использованием формулы Герца, требуемое межосевое расстояние.

принимаем по ГОСТ.

ГОСТ

63	100	160	250	355
80	125	180	280	400
90	140	200	315	и т.д.

К_а=430- косозубые колеса;

К_а=495-прямозубые колеса.

И-передаточное отношение рассчитываемой ступени.

При определении межосевого расстояния быстроходной ступени в расчетную формулу подставлять передаточное отношение этой ступени и крутящий момент на колесе, т.е.

При расчете тихоходной ступени:

К_нв – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Определяется ориентировочно по таблицам

К_нв ≈1,05…1,5.

В РГЗ К_нв принимать 1,12…1,15…1,2.

Чем выше твердость материала, тем К_нв больше.

-коэффициент ширины колеса относительно диаметра.

Расположение колёс относительно опор может быть симметричным, несимметричным и консольным

-допускаемое контактное напряжение.

-коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния.

Применяем ориентировочно, используя рекомендации.

=	0,1	Коробки скоростей	=	0,2 0,25	Прямозубые колеса
	0,16			0,28
	0,2			0,315

=	0,315 0,5	Косозубые колеса
	0,355 0,56
	0,4 0,63 0,45

Примечание:

1) Для шевронных колёс значение применяют в 1,2÷3 раза больше.

2) Для последующих ступеней (тихоходные) значение применять в 1,2÷3 раза больше.

Назначаем модуль зацепления.

.

Принимаем:

m ГОСТ

1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 4; 5; 6 и т.д.

В РГЗ m <1,5 не принимать.

I. Геометрический расчёт прямозубых передач.

- Определяем требуемое суммарное число зубьев.

- округляем.

- округляем.

- округляем.

- Определяем все параметры зубчатых колес:

делит. диаметр;

диам. вершин зубьев;

диам. окр. впадин.

Обычно ширина шестерни на 5…10мм больше ширины колеса.

- Определяем - необходимо для определения коэф. К_нв по таблицам.

- Определяем окружную скорость:

и по таблицам определяем степень точности.

В РГЗ обычно принимают V=5…10м/с.

Степень точности определяется по ГОСТ 1648-81.

Находим усилия зацепления:

- окружная сила; -радиальная сила .

II. Косозубые колеса.

m_n по ГОСТ

Нормальный угол зубьев:

В РГЗ ; для шевронных -.

Определяем суммарное число зубьев.

, округляем.

; .

Желательно для быстроходной ступени, чтобы Z₁=25…32.

Для уменьшения шума работы, для тихоходной ступени Z₂=17…25.

Уточняем угол наклона:

0, …. 4 знака после запятой.

.

Определяем все геометрические параметры:

0, …. 2 знака после запятой.

Проверка:

= точно (с принятым ранее по ГОСТу a_w).