2.2.2. Проектирование закрытой цилиндрической передачи

В данном параграфе рассматривается методика проектирования закрытых цилиндрических прямозубых и косозубых передач как наиболее часто встречающихся при курсовом проектировании.

Проектный расчет. Задают тип передачи: прямозубая или косозубая.

Ориентировочно определяют межосевое расстояние

,

где - вспомогательный коэффициент; = 49 МПа^1/3- для прямозубых цилиндрических колес; = 43 МПа^1/3- для косозубых цилиндрических колес;

-коэффициент ширины шестерни относительно межосевого расстояния, назначают по табл. 2.5. Коэффициент выбирают из стандартного ряда согласно ГОСТ 2185-66: 0,1; 0,16; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0;

- коэффициент концентрации нагрузки, выбирают по рис. 2.3 в зависимости от.

Полученное значение округляют до стандартного межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66:

1-й ряд: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500 мм;

2-й ряд: 140; 180; 225; 280; 355; 450 мм (1-й ряд следует предпочитать 2-му).

Определяют ширину зубчатого колеса .

Полученное значение округляют до значения по предпочтительному рядуRa40.

Определяют модуль зацепления передачи ,

где - коэффициент модуля, выбирают по табл. 2.5.

1

350HB

350 HB

- консольное расположение зубчатого колеса относительно опор, 2 - несимметричное расположение зубчатого колеса относительно опор, 3

1

2

3

- симметричное расположение зубчатого колеса относительно опор

Рис.2.3

Таблица 2.5

Расположение колеса	Параметр	Твердость зубьев
относительно опор		350HB	350 HB
1	2	3	4
Несимметричное		0,25...0,40 1,00…1,25 20…30	0,20...0,25 0,65…0,80 15…20
Симметричное		0,3...0,5 1,2…1,6 20…30	0,25...0,30 0,9…1,0 20…30

Продолжение табл. 2.5

1	2	3	4
Консольное		0,20...0,25 0,60…0,70 10…15	0,15...0,20 0,45…0,55 10…15

Полученное значение нужно округлять до стандартного значения по ГОСТ 9563-80. Для силовых передач рекомендуется принимать 1,5 мм:

1-й ряд: 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 мм;

2-й ряд: 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0 мм (1-й ряд следует предпочитать 2-му).

Назначают угол наклона зубьев: 0 - для прямозубых колес, 8…22- для косозубых колес, = 25...45- для шевронных колес.

Задают направление наклона зубьев. Рекомендуется: для шестеренки - левое, для зубчатого колеса - правое.

Определяют коэффициент осевого перекрытия 1,1.

Если 1,1 , то необходимо увеличить или .

Определяют суммарное число зубьев передачи .

Определяют число зубьев шестерни и колеса :

=17 и .

Полученные значения и округляют до целого числа.

Уточняют передаточное число , отклонение полученного значения от заданного не должно превышать 4 %.

Уточняют значение угла наклона зубьев с точность до секунды

.

Определяют коэффициент торцевого перекрытия

.

Для косозубой передачи 1,1, для прямозубой передачи 1,2.

Определяют делительные диаметры шестерни и зубчатого колеса

и .

Определяют окружную скорость .

Назначают степень точности и вид сопряжения цилиндрической передачи согласно ГОСТ 1643-81 (в скобках указаны значения для косозубой передачи) по табл. 2.6.

Таблица 2.6

Окружная скорость , м/с	15 (30)	6…10 (10…15)	2…6 (4…10)	2 (4)
Степень точности	6-В	7-В	8-В	9-В

Проверочный расчет по контактным напряжениям.Определяют контактные напряжения по формуле

,

где - коэффициент, учитывающий свойства материала шестерни и колеса, =275 МПа^1/2;

- коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев, (величину угла зацепления принимают =20);

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактной линии: - для прямозубой передачи; - для косозубой передачи;

- коэффициент расчетной нагрузки при расчете на контактные напряжения.

Коэффициент определяется ,

где - коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по линии контакта зубьев, выбирают по рис. 2.3 в зависимости от.

- коэффициент динамичности нагрузки, учитывающий дополнительную динамическую нагрузку, определяют по табл. 2.7;

- коэффициент нагрузки в зацеплении, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между парами зубьев (только для косозубых передач), определяют по табл. 2.8.

Отклонение возникающего контактного напряжения от допускаемого % для цилиндрических зубчатых передач может составлять: при перегрузке до 5 %; при недогрузке до 10 %. Если условие прочности не выполняется нужно? изменить ширину венца колеса.

Таблица 2.7

Степень точности	Твердость	при окружной скорости, м/с
		1	2	4	6	8	10
6-В	 350 HB	1,03 1,01	1,06 1,02	1,12 1,03	1,17 1,04	1,23 1,06	1,28 1,07
	 40 HRC	1,02 1,00	1,04 1,00	1,07 1,02	1,10 1,02	1,15 1,03	1,18 1,04
7-В	 350 HB	1,04 1,02	1,07 1,03	1,14 1,05	1,21 1,06	1,29 1,07	1,36 1,08
	 40 HRC	1,03 1,00	1,05 1,01	1,09 1,02	1,14 1,03	1,19 1,03	1,24 1,04
8-В	 350 HB	1,04 1,01	1,08 1,02	1,16 1,04	1,24 1,06	1,32 1,07	1,40 1,08
	 40 HRC	1,03 1,01	1,06 1,01	1,10 1,02	1,16 1,03	1,22 1,04	1,26 1,05
9-В	 350 HB	1,05 1,01	1,10 1,03	1,20 1,05	1,30 1,07	1,4 1,09	1,50 1,12
	 40 HRC	1,04 1,01	1,07 1,01	1,13 1,02	1,20 1,03	1,26 1,04	1,32 1,05

Примечание. В числителе - значения для прямозубых колес, в знаменателе - для косозубых колес.

Таблица 2.8

Степень точности	при окружной скорости , м/с
	5	5…10	10…15
6-В		1,02	1,04
7-В	1,03	1,05	1,08
8-В	1,07	1,10	1,15
9-В	1,13		

Проверочный расчет по напряжениям изгиба.Проверка по напряжениям изгиба ведется по тому из зубчатых колес, для которого отношение и является меньшим.

Определяют допускаемые напряжения изгиба по формуле

,

где - коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса: и , выбирают по табл. 2.9;

Таблица 2.9

	17	20	25	30	40	50	60	80	100	150
	4,28	4,09	3,90	3,80	3,70	3,65	3,62	3,61	3,60	3,60

- коэффициент повышения изгибной прочности зуба косозубых колес (только для косозубых передач), ;

- коэффициент распределения нагрузки между зубьями (только для косозубых передач), ;

- коэффициент расчетной нагрузки для напряжений изгиба.

Коэффициент определяется ,

где - коэффициент концентрации нагрузки, выбирают по рис. 2.4 в зависимости от;

350HB

350 HB

- коэффициент динамичности нагрузки, определяют по табл. 2.10;

- коэффициент нагрузки в зацеплении (только для косозубых передач), определяется по табл. 2.11.

П

1

2

ри проверочном расчете обычно получается меньше , так как нагрузочная способность закрытых цилиндрических передач ограничивается контактными напряжениями.

1 - консольное расположение зубчатого колеса относительно опор, 2 - несимметричное расположение зубчатого колеса относительно опор, 3

3

- симметричное расположение зубчатого колеса относительно опор

Рис. 2.4

Таблица 2.10

Степень точности	Твердость	при окружной скорости, м/с
		1	2	4	6	8	10
1	2	3	4	5	6	7	8
6-В	 350 HB	1,06 1,02	1,13 1,05	1,26 1,10	1,40 1,15	1,58 1,20	1,67 1,25
	 40 HRC	1,02 1,01	1,04 1,02	1,08 1,03	1,11 1,04	1,14 1,06	1,17 1,07
7-В	 350 HB	1,08 1,03	1,16 1,06	1,33 1,11	1,50 1,16	1,67 1,22	1,80 1,27
	 40 HRC	1,03 1,01	1,05 1,02	1,09 1,03	1,13 1,05	1,17 1,07	1,22 1,08
8-В	 350 HB	1,10 1,03	1,20 1,06	1,38 1,11	1,58 1,17	1,78 1,23	1,96 1,29
	 40 HRC	1,04 1,01	1,06 1,02	1,12 1,03	1,16 1,05	1,21 1,07	1,26 1,08
9-В	 350 HB	1,13 1,04	1,28 1,07	1,50 1,14	1,77 1,21	1,98 1,28	2,25 1,35
	 40 HRC	1,04 1,01	1,07 1,02	1,14 1,04	1,21 1,06	1,27 1,08	1,34 1,09

Примечание. В числителе - значения для прямозубых колес, в знаменателе - для косозубых колес.

Таблица 2.11

Степень точности	при окружной скорости , м/с
	5	5…10	10…15
6-В		1,10	1,15
7-В	1,07	1,2	1,25
8-В	1,22	1,30	1,40
9-В	1,35		