Расчет открытой цилиндрической передачи
.docРасчет открытой цилиндрической передачи
Выбор материалов передачи
Принимаем те же материалы, что и в закрытой передаче.
Межосевое расстояние
,
где Ка = 49,5 – для прямозубых передач [1c.58],
ψba = 0,25 – коэффициент ширины колеса,
КНβ = 1,0 – для прирабатывающихся колес.
аw = 49,5(4,74+1)[358,2·103·1,0/(4172·4,742·0,25)]1/3 = 203 мм
принимаем согласно ГОСТ 2185-66 [2 c.52] аw = 200 мм.
Модуль зацепления
m > 2KmT2/(d2b2[σ]F),
где Km = 6,8 – для прямозубых колес,
d4 – делительный диаметр колеса,
d4 = 2awu/(u+1) = 2·200·4,74/(4,74 +1) = 330 мм,
b4 – ширина колеса
b4 = ψbaaw = 0,25·200 = 50 мм.
m > 2·6,8·358,2·103/330·50·199 = 1,48 мм,
в открытых передачах расчетное значение модуля увеличивают на 30%, поэтому принимаем по ГОСТ 9563-60 m = 2,0 мм.
Основные геометрические размеры передачи
Суммарное число зубьев:
zc = 2aw/m = 2·200/2,0 = 200
Число зубьев шестерни:
z3 = zc/(u+1) = 200/(4,74+1) =35
Число зубьев колеса:
z4 = zc – z3 = 200 – 35 = 165
Фактическое передаточное число:
u = z4/z3 = 165/35 = 4,71
Фактическое межосевое расстояние:
aw = (z3+z4)m/2 = (165+35)·2,0/2 = 200 мм.
делительные диаметры
d3 = mz13 = 2,0·35 = 70 мм,
d4 = 2,0·165 = 330 мм,
диаметры выступов
da3 = d3+2m = 70+2·2,0 = 74 мм
da4 = 330+2·2,0 = 334 мм
диаметры впадин
df3 = d3 – 2,5m = 70 – 2,5·2,0 = 65 мм
df4 = 330 – 2,5·2,0 = 325 мм
ширина колеса
b4 = baaw = 0,25·200 = 50 мм
ширина шестерни
b3 = b4 + 5 = 50+5 = 55 мм
Окружная скорость
v = ω2d3/2000 = 31,7·70/2000 = 1,11 м/с
Принимаем 8-ую степень точности.
Силы действующие в зацеплении
- окружная
Ft2 = 2T2/d3 = 2·81,4·103/70 = 2326 H
- радиальная
Fr2 = Ft2tg = 2326tg20º = 846 H
Расчетное контактное напряжение
,
где К = 436 – для прямозубых колес [1c.61],
КНα = 1 – для прямозубых колес,
КНβ = 1,0 – для прирабатывающихся зубьев,
КНv = 1,04 – коэффициент динамической нагрузки [1c.62].
σH = 436[2326(4,71+1)1,0·1,0·1,04/(330·50)]1/2 = 399 МПа.
Недогрузка (417 – 399)100/417 = 4,3% допустимо 10%.
Расчетные напряжения изгиба
σF4 = YF4YβFtKFαKFβKFv/(mb2),
где YF4 – коэффициент формы зуба,
Yβ = 1 – для прямозубых колес,
KFα = 1,0 – для прямозубых колес,
KFβ = 1 – для прирабатывающихся зубьев
KFv = 1,13 – коэффициент динамической нагрузки [1c.64].
Коэффициент формы зуба:
при z3 = 35 → YF3 = 3,75,
при z4 = 165 → YF4 = 3,62.
σF4 = 3,62·1,0·2326·1,0·1,0·1,13/2,0·50 = 95 МПа < [σ]F4
σF3 = σF4YF3/YF4 = 95·3,75/3,62 = 99 МПа < [σ]F3.
Так как расчетные напряжения σH < [σH] и σF < [σ]F, то можно утверждать, что данная передача выдержит передаваемую нагрузку и будет стабильно работать в нормальных условиях весь срок службы.