2.5. Конструктивні розміри конічних зубчастих коліс

Зубчасті конічні сталеві колеса при діаметрах до 500 ммвиготовляють куванням або штампуванням, при діаметрах, більших за 300мм, конічні колеса можна виготовляти зі сталевого або чавунного лиття.

Шестірні виготовляють насадженими або за одне ціле з валом. Вал-шестірню виконують у тих випадках, коли відстань від западин зуба до шпонкового паза виявляється менше .

Розміри конічних коліс (рис. 7).

- діаметр ступиці сталевих коліс:

де діаметр вала;

- довжина ступиці

_{товщина ободу}

де m– середній окружний модуль.

- товщина диску

- діаметр центрової окружності отворів

_{- діаметр отворів}

де внутрішній діаметр обода.

Рис. 7. Конічне зубчасте колесо при

Приклад.Розрахувати конічну передачу з прямозубими колесами за такими вихідними даними:

- обертальній момент на колесі

- швидкість обертання тихохідного вала

- передавальне число

- строк роботи передачі

1. Вибирають матеріал і термообробку шестерні і колеса.

Приймаємо матеріал з III групи: сталь 40ХН з твердістю з однаковою термообробкою – поліпшення і загартування ТВЧ.

2. Розрахунок ведемо за допостимими напруженнями

деі - для колеса;

і - для шестерні.

Число циклів зміни напружень за час роботи передачі:

для колеса

для шестерні

Середня твердість матеріалів шестерні і колеса

Число циклів зміни напружень за графіком (рис.4):

Коефіцієнти довговічності:

колеса

шестерні

, тому що і.

у всіх сталей.

Знаходимо в таблиці 1 формули для визначення і:

для колеса і шестерні

МПа;

МПа;

(приймаємо, що мм).

З урахуванням часу роботи передачі контактні напруження і напруження згину в зубцях:

колеса

МПа.

3. Діаметр зовнішнього ділильного кола колеса визначають за формулою (7).

де - для прямозубих коліс;

- для коліс, які неприпрацьовуються;

- визначаємо за таблицею 3, в залежності від коефіцієнта , який розраховуємо за формулою (18).

Приймаємо

4. Конусна відстань і ширина коліс.

Кут ділильного конуса колеса

Конусна відстань

Ширина колеса

5. Модуль передачі.

Зовнішній торцевий модуль передачі

де - для коліс з прямим зубом;

- за таблицею 7.

Приймаємо

6. Кількість зубців колеса

Приймаємо

Шестірні

Приймаємо

7. Фактичне передаточне число

8. Остаточні розміри коліс

Кути ділильних конусів

колеса

шестерні

Ділильні діаметри коліс

Зовнішні діаметри коліс

де (таблиця 4);

9. Сили в зачепленні.

Окружна сила на середньому діаметрі колеса

Осьова сила на шестерні

Радіальна сила на шестерні

Осьова сила на колесі

Радіальна сила на колесі

10. Перевірка зубців коліс за напруженнями згину виконується за умовою (49).

Для середнього ймовірного режиму роботи

за таблицею 7, при

Визначаємо за таблицею 8.

Попередньо розрахуємо ступінь точності передачі.

При окружній швидкості обертання колеса

Ступінь точності за таблицею 6 дорівнює 8.

Тоді

За таблицею9 визначаємо

При еквівалентній кількості зубців

і коефіцієнті ,

Тоді

Напруження згину в зубцях шестірні

де визначаємо за таблицею 9

11. Перевірка зубців за контактними напруженнями

де приймають за таблицею 10

Міцність коліс за напруженнями згину і контактними напруженнями забезпечена.