методаОПММ_27.09.07_+_СОПРОМАТ+ОПММ

8.1.3. Визначаємо базову кількість циклів випробувань ( NFO ) для визначенню границі витривалості на згин. Для всіх сталей рекомендують брати NFO 4 106 циклів.

8.1.4. Визначаємо число циклів навантаження коліс N за весь термін служби (для шестірні та колеса)

8.1.5. Визначимо коефіцієнти довговічності KFL . Якщо N NFO то коефіцієнт KFL можна прийняти рівним 1. В іншому випадку, коли NFO N при HB 350 використовують наступну залежність

8.1.6. Визначаємо значення границь витривалості на згин для шестірні ( FO1 ) і колеса ( FO2 ) за табл. 8.3.

Таблиця. 8.3. Значення меж витривалості при згині зубців FO .

8.1.7. Визначаємо максимально допустимі напруження при згині для шестірні F1 і колеса F 2 .

F SFO KFL , [МПа] F

де SF - коефіцієнт запасу (SF 2 ). По величині F визначаємо, яке з коліс має меншу міцність.

8.1.8. Визначаємо коефіцієнт ширини вінця bd і коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження KH (табл. 4.4; табл. 4.5).

41

Таблиця.8.4.Рекомендовані значення bd .

42

Отримане значення модуля округляють до стандартного значення за ГОСТ 9563-60. Стандартні значення модуля вибираємо з наведених двох рядів

10. Визначаємо геометричні розміри передачі (рис 8.2) діаметри ділильних кіл

d1 mz1 , [мм]

d2 mz2 , [мм]

діаметри кіл вершин

da1 d1 2m , [мм] da2 d2 2m , [мм]

діаметри кіл впадин

d f 1 d1 2,5m , [мм] d f 2 d2 2,5m , [мм]

міжосьова відстань

a d1 2 d2 , [мм]

ширина вінця зубчастого колеса

b2 bd d1 , [мм]

ширину зубчастого вінця шестірні b1 вибирають на 2-5 мм. більше ширини вінця зубчастого колеса b2 для забезпечення стабільності

зубчатого зачеплення. Висота зуба

h 2,25m , [мм]

Радіальний зазор

c 0,25m , [мм]

8.1.11. Колова швидкість коліс.

43

Рис.8.2. Геометричні розміри зубчастої передачі

8.1.12. Визначаємо сили в зачепленні. Колова сила

Ft 2T1 , [Н] d1

Радіальна сила

Fr Ft tg200 , [Н]

8.1.13. Визначаємо розрахункові напруження згину. Значення коефіцієнта динамічного навантаження KFV для прямозубих передач

KFV 1,1 при HB 350 , KFV 1,4 при HB 350 .

F1 YF1 bFmt KF KFV , [МПа]

2

F 2 F1 YF 2 , [МПа]

YF1

якщо виконуються нерівності

F1 F1 і F 2 F 2 ,

тоді міцність зубців забезпечена.

44

8.2. Розрахунок конічної зубчастої передачі

Рис.8.3. Схема конічної передачі

8.2.1. Параметри навантаження зубчастої передачі.

При короткочасному перевантаженні до 200% максимальний обертовий момент на ведучому валу

T1max 2T1 , [Н·м].

Сумарне число циклів навантаження зубців шестірні та колеса за строк служби передачі:

Еквівалентні числа циклів навантаження для розрахунків на

навантаження «середній нормальний».

NHE1 K HE N 1

NHE 2 K HE N 2

NFE1 KFE N 1

NFE 2 KFE N 2

8.2.2. Матеріали зубчастих коліс вибираємо так само як і в розрахунку відкритої прямозубої передачі.

8.2.3. Допустимі напруження.

Допустимі напруження на контактну витривалість. Границі контактної витривалості зубців шестірні і колеса:

H lim b1 2H1 70 , [МПа];

45

H lim b2 2H 2 70 , [МПа].

Бази випробувань для матеріалу шестірні і колеса:

NHO1 30H12,4

NHO2 30H 22,4

Оскільки NHE3 NHO3 ; NHE4 NHO4 , то коефіцієнт довговічності для зубців шестірні та колеса KHL 1.

Допустимі контактні напруження для зубців шестірні та колеса при коефіцієнті ZR 1 ( шорсткість поверхонь зубців Ra 1,25...0,63 ). Та

коефіцієнт запасу SH 1,1 знаходимо за формулою

Розрахункове допустиме контактне напруження

H 0,45 H1 H 2 , [МПа].

Перевіряємо умову

H1 1,23 H 2 , [МПа].

Допустиме граничне напруження:

H max 2,8 T 2 , [МПа].

Допустимі напруження на витривалість при згині. Границі витривалості зубців при згині для бази випробувань NFO 4 106 (дивитись таблицю з розрахунку відкритої прямозубої передачі) .

F lim b1 1,8H1 , [МПа];

F lim b2 1,8H 2 , [МПа].

Оскільки NFE3 NFO ; NFE 4 NFO , коефіцієнт довговічності для зубців шестірні та колеса KFL 1 .

Для нереверсивних передач коефіцієнт KFC 1, коефіцієнт запасу

sF 2,2 .

Допустимі напруження на втому при згині:

46

Граничні допустимі напруження на згин для зубців шестірні та колеса:

8.2.4. Визначення мінімального зовнішнього ділильного діаметра конічного колеса

Передавальне число передачі i . Попередньо беремо коефіцієнт ширини зубчастих вінців Kbe 0,27 . Обчислюємо коефіцієнт

За графіком [4, рис 24.5] залежно від Kbd , визначаємо коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по ширині зубчастих вінців K H .

Для сталевих конічних коліс коефіцієнт Kd 1000 МПа1/ 3 . Мінімальний зовнішній ділильний діаметр конічного колеса

8.2.5. Обчислення зовнішнього колового модуля

Вибираємо число зубців шестірні z1 18 , а число зубців колеса z2 iz2 . z2 - береться ціле число.

Тоді фактичне передавальне число i z2 . z1

Модуль зубців m'e dde min , [мм] z2

Отримане значення модуля округляють до стандартного значення за ГОСТ 9563-60 (див. стор.44).

47

8.2.6. Попередні значення деяких параметрів передачі Зовнішні ділильні діаметри шестірні та колеса

de1 me z1 , [мм]; de2 me z2 , [мм].

Зовнішня конусна відстань

Ширина зубчастих вінців

b b1 b2 Kbe Re , [мм].

Середня конусна відстань

Rm Re 0,5b , [мм].

Середній модуль зубців

mm me Rm , [мм]. Re

Середні ділильні діаметри шестірні та колеса dm1 mm z1 , [мм];

dm2 mm z2 , [мм].

Кути при вершинах ділильних конусів шестірні та колеса

1 arctg z1 ;

z2

2 90 1 .

Колова швидкість зубчастих коліс

0,5 1dm1 , [м/с].

За даними додатку 15 виберемо ступінь точності (nст ) для всіх показників точності зубчастих коліс та передачі.

Еквівалентні числа зубців конічних шестерні та колеса

z 2 z21 i2 .

Коефіцієнт торцевого перекриття зубців

Колова сила у зачеплені зубчастих коліс

48

Ft FHt FFt 2T2 , [Н].

dm3

8.2.7. Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну витривалість

Попередньо визначимо коефіцієнти:

ZM 275 МПа1/ 2 - коефіцієнт, що враховує механічні властивості матеріалів зубчастих коліс;

ZH 1,77 - коефіцієнт форми спряжених поверхонь зубців;

KH 1 - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцями;

K H - див. п. 4 розрахунку;

K H ... - коефіцієнт динамічного навантаження визначаємо за

даними [4, табл. 23.4]; Питома розрахункова колова сила

Ht Ft K H K H KH , [Н/мм].

0,85b

Розрахункове контактне напруження

Перевіряємо умову стійкість зубців проти втомного викришування їхніх активних поверхонь: H H хоча можливий і такий випадок,

що H H але не більше ніж на 5%.

8.2.8. Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну міцність При дії максимального навантаження

Перевіряємо контактну міцність активної поверхні зубців:

H max H max .

8.2.9. Розрахунок зубців на витривалість при згині Розрахункові коефіцієнти:

YF 3 ... ; YF 4 ... - коефіцієнти форми зубців (див. табл. 8.6);

49

Y 1 - коефіцієнт перекриття зубців;

Y 1 - коефіцієнт нахилу зубців;

KF 1 - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині зубчастих вінців;

KF 1,22 - коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині

зубчастих вінців;

K F ... - коефіцієнт динамічного навантаження зубців визначаємо за даними [4, табл. 23.4].

Питома розрахункова колова сила

Ft Ft K F K F K F , [Н/мм].

0,85b

Розрахункове напруження згину в зубцях шестірні та колеса

Стійкість зубців проти втомного руйнування при згині забезпечується.

8.2.10. Розрахунок зубців на міцність при згині Під час дії максимального навантаження

Міцність зубців на згин під час дії максимального навантаження забезпечується при виконанні попередніх умов.

50