4. Порядок расчета зубчатых и червячных передач

4.1. Порядок расчета цилиндрической прямозубой передачи.

Проектировочный расчет закрытой передачи.

4.1.1. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемого контактного напряжения.

4.1.2. Определение межосевого расстояния из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев.

4.1.3. Назначение модуля передачи.

4.1.4. Определение чисел зубьев шестерни и колеса.

4.1.5. Уточнение передаточного числа.

4.1.6. Определение основных геометрических размеров шестерни и колеса.

Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям

4.1.7. Определение коэффициентов концентрации и динамичности нагрузки .

4.1.8. Определение расчетных контактных напряжений.

4.1.9. Сопоставление расчетного и допускаемого напряжений.

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба.

4.1.10. Определение усилий в зацеплении.

4.1.11. Определение допускаемого изгибного напряжения.

4.1.12. Определение коэффициентов концентрации и динамичности нагрузки.

4.1.13. Определение расчетных напряжений изгиба.

4.1.14. Сопоставление расчетных и допускаемых напряжений. Расчет открытой передачи.

4.1.15. Выбор материала колеса и определение допускаемого изгибного напряжения.

4.1.16. Определение модуля передачи.

4.1.17. Определение основных размеров шестерни.

4.1.18. Проверка зубьев на изгибную прочность.

4.2. Порядок расчета цилиндрической косозубой передачи. Проектировочный расчет закрытой передачи

4.2.1. Выбор материала колес и определение допускаемого контактного напряжения.

4.2.2. Определение межосевого расстояния.

4.2.3. Назначение нормального модуля передачи.

4.2.4. Назначение угла наклона зубьев (в пределах ).

4.2.5. Определение чисел зубьев колеса и шестерни.

4.2.6. Уточнение передаточного числа.

4.2.7. Уточнение угла наклона зубьев.

4.2.8. Определение основных геометрических размеров колес.

Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям.

4.2.9. Определение коэффициентов концентрации и динамичностинагрузки.

4.2.10. Определение расчетных контактных напряжений.

4.2.11. Сопоставление расчетного и допускаемого напряжений.

Проверка зубьев на изгибную прочность.

4.2.12. Определение усилий в зацеплении.

4.2.13, Определение допускаемого напряжения изгиба.

4.2.14. Определение коэффициентов концентрации нагрузки и динамичности.

4.2.15. Определение расчетных напряжений изгиба и сопоставление их с допускаемыми значениями.

Порядок расчета открытой передачи совпадает с соответствующим расчетом прямозубой передачи.

4.3. Порядок расчета шевронных передач. Проектировочный расчет передачи.

4.3.1. Выбор материала колес и определение допускаемых напряжений.

4.3,2. Определение межосевого расстояния с округлением до стандартного значения по ряду .

4.3.3. Определение модуля зацепления с округлением до стандартного.

4.3.4. Определение числа зубьев колес.

4.3.5. Уточнение угла наклона зубьев.

4.3.6. Определение геометрических размеров колес.

Проверочный расчет передачи.

4.3.7. Определение коэффициентов формы сопряженных поверхностей зубьев , механических характеристик материалов , длины контактных линий . Определение коэффициента распределения нагрузки между зубьями и коэффициентов нагрузки ,,,.

4.3.8. Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям.

4.3.9. Проверка зубьев на выносливость при изгибе.

4. Порядок расчета зубчатых передач с коническими прямозубыми колесами.

Расчет закрытой конической передачи.

Проектировочный расчет•передачи.

4.4.1. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых контактных и изгибных напряжений.

4.4.2. Определение диаметра внешней делительной окружности колеса.

4.4.3. Определение числа зубьев шестерни и колеса (для цементованных конических передач при числа зубьев шестерни ориентировочно можно принять равными 18...20 при u=2,5, 16...18 при u=4 и 15... 16 при u=6). Для передач с термоулучшенными колесами значения можно увеличить на 10...20% (против указанных величин).

4.4.4. Уточнение передаточного числа.

4.4.5. Определение основных геометрических параметров зубчатого колеса и шестерни (рекомендуется оформлять в виде таблиц).

Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям.

^:4.4.6. Определение окружной скорости колес.

4.4.7. Определение коэффициентов концентрации и динамичности нагрузки и .

4.4.8. Определение расчетных контактных напряжений

4.4.9. Сопоставление расчетного и допускаемого напряжений.

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба.

4.4.10. Определение эквивалентного числа зубьев и коэффициентов, учитывающих форму зуба для шестерни и колеса - , и ,.

4.4.11. Определение коэффициентов концентрации и динамичности нагрузки и .

4.4.12. Определение расчетных напряжений изгиба.

4.4.13. Сопоставление расчетных и допускаемых напряжений.

Расчет открытой конической передачи.

4.4.14. Выбор материала и определение допускаемого напряжения изгиба шестерни.

4.4.15. Определение среднего модуля из условия выносливости зубьев по напряжениям изгиба.

4.4.16. Определение внешнего окружного модуля.

4.4.17. Расчет основных геометрических параметров шестерни (рекомендуется результаты расчета свести в таблицу).

Проверка зубьев шестерни на выносливость по напряжениям изгиба.

4.4.18. Определение и шестерни.

4.4.19. Определение коэффициентов и .

4.4.20. Определение расчётных напряжений изгиба.

4.4.21. Сопоставление расчетных и допускаемых напряжений.

4.5. Порядок расчета червячных передач.

Проектировочный расчет

4.5.1. Выбор материала червяка и венца червячного колеса с учетом ожидаемой скорости скольжения (ориентировочно можно принять при проектировочном расчете). Определение допускаемых напряжений.

4.5.2. Определение межосевого расстояния.

4.5.3. Подбор в соответствии с ГОСТом 2144-76 параметров q, m, .

4.5.4. Определение фактического межосевого расстояния и основных геометрических размеров передач.

4.5.5. Определение скорости скольжения и уточнение допускаемого напряжения при применении безоловянистых бронз.

Проверочный расчет зубьев колеса.

4.5.6. Расчет коэффициентов нагрузки.

4.5.7. Проверка на выносливость по контактным напряжениям.

4.5.8. Проверка на выносливость по напряжениям изгиба.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

5.1. Допускаемые контактные напряжения.

5.1.1. Зубчатые передачи

а) Для прямозубых передач за допускаемое контактное напряжение принимают меньшее из значений исоответственно для шестерни и колеса, которые определяются по формуле

.

где - предел контактного напряжения зубьев, соответствующий базовому числу циклов переменных напряжений; значенияприведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Формулы для расчёта значений , МПа (ГОСТ 21354-75)

Стали	Способы термической и химикотермической обработки зубьев	Средняя твёрдость поверхности зубьев
Углеродистые и легированные	Отжиг, нормализация или улучшение	< HB 350	2HB+70
	Объёмная закалка	HRC 38 – 50	18HRC+150
	Поверхностная закалка	HRC 40 – 50	17HRC+200
Легированные	Цементация и нитроцементация	> HRC 56	23HRC
	Азотирование	HB 550 - 750	1050

- коэффициент долговечности; для передач при длительной работе с постоянным режимом нагрузки ;

- коэффициент безопасности; для зубчатых колёс с однородной структурой материала ; для зубчатых колёс с поверхностным упрочнением зубьев; для передач, выход из строя которых связан с тяжёлыми последствиями, значения коэффициентов следует увеличить доисоответственно.

б) Для косозубых и шевронных передач принимается условное допускаемое контактное напряжение, определяемое по формуле

При этом должно выполнятся условие

где - меньшее из значенийи.

В противном случае принимают .