3. Порядок розрахунку циліндричних зубчастих передач

3.1. Вибирають матеріал зубчастих коліс. Призначають термообробку шестірні і колеса (п.1).

3.2. Визначають допустимі напруження σ_HP (п.2), прийнявши

Z_R · Z_V · K_L · K_XH = 0,9.

3.3. Виконують проектний розрахунок передачі на контактну витривалість. Проектний розрахунок служить тільки для попереднього визначення розмірів і не може замінити перевірочних розрахунків на контактну витривалість зубців при згині.

Вихідними даними для проектного розрахунку на контактну витривалість є: циклограма навантаження; параметр ; передаточне числои; вид передачі – прямозуба або косозуба; термічна або хімікотермічна обробки і твердість робочих поверхонь зубців.

Алгоритм проектного розрахунку на контактну витривалість:

1) визначення попереднього значення діаметра початкового кола, шестерні, мм:

, (2.12)

де K_d – допоміжний коефіцієнт (табл. 12)

Таблиця 12

Коефіцієнт	Вид коліс	Матеріал шестерні і колеса
		Сталь-сталь	Сталь -чавун	Сталь - бронза	Чавун - чавун	Текстоліт -сталь	Поліамід (капролон)-сталь
Kd, МПа1/3	Прямозубі	770	700	680	645	310	240
	Косозубі	675	610	600	565	270	210
	Шевронні	675	610	600	565	270	210
zm, МПа1/2	-	275	234	225	209	69,5	47,5

Т_1Н – крутний момент на шестерні, Н·м.

У якості розрахункового приймається максимальне значення крутного моменту по циклограмі навантаження (див.мал.1,б), число циклів дії якого перевищує 5·10⁴;

К_НВ – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця, визначають по табл.13;

ψ_bd- коефіцієнт ширини зубчастих коліс відносно діаметра, приймається = 0,20...1,6. Менші значення – для рухливих блоків коробок передач, великі – для редукторів з косозубими і шевронними колесами (табл.14)

σ_HP – допустима контактна напруга, Мпа. Визначається відповідно до п.2. При цьому приймають Z_R · Z_V · K_L · K_XH = 0,9;

и – передаточне число;

2) визначення модуля і чисел зубців:

Для орієнтованої оцінки величини m зазвичай використовують табл.15. Вибравши по табл. 15 значення коефіцієнта ширини зубчастого колеса відносно модуля ψ_m, визначають модуль, мм:

m_t = b / ψ_m , (2.13)

де

b = ·. (2.14)

Модуль узгоджується зі стандартом Т СЕВ 310-76 (табл.16). Для силових передач рекомендується приймати m ≥ 1,5 мм.

Таблиця 13

Відносна ширина колеса	Симетричне розташування шестерні відносно опори					Несиметричне розташування шестерні відносно опори								Консольне розташування одного з коліс
						Жорсткий вал L/dоп ≤ 3…6				Менш жорсткий вал L/dоп > 6
	При твердості робочих поверхонь зубців, НВ					При твердості робочих поверхонь зубців, НВ				При твердості робочих поверхонь зубців, НВ				При твердості робочих поверхонь зубців, НВ
	>350	< 350		>350	< 350	>350	< 350	>350	< 350	>350	< 350	>350	< 350	>350	< 350	>350	< 350
0,2	1,0	1,0		1,0	1,0	1,01	1,0	1,02	1,01	1,06	1,02	1,1	1,05	1,15	1,07	1,25	1,13
0,4	1,01	1,0		1,03	1,01	0,05	1,02	1,07	1,04	1,12	1,05	1,20	1,12	1,35	1,15	1,55	1,28
0,6	1,03	1,01		1,05	1,02	1,09	1,04	1,13	1,07	1,20	1,08	1,30	1,17	1,60	1,24	1,90	1,50
0,8	1,06	1,03		1,08	1,05	1,14	1,06	1,20	1,11	1,27	1,12	1,44	1,23	1,85	1,35	2,30	1,70
1,0	1,10	1,04		1,15	1,08	1,18	1,08	1,27	1,15	1,37	1,15	1,57	1,32	-	-	-	-
1,2	1,13	1,05		1,18	1,10	1,25	1,10	1,37	1,20	1,50	1,18	1,72	1,40	-	-	-	-
1,4	1,15	1,07		1,25	1,13	1,32	1,13	1,50	1,25	1,60	1,23	1,85	1,50	-	-	-	-
1,6	1,20	1,08		1,30	1,16	1,40	1,16	1,60	1,32	-	1,28	-	1,60	-	-	-	-

Примітка: 1. L – відстань між опорами вала, мм; d_оп – діаметр вала під опорами, мм.

2. Для відповідальних передач К_Нβ і К_Fβ визначаються по дод.3 до ДЕСТ 21354-75.

3. Якщо матеріалом одного з коліс є текстоліт, поліамід або ДСП, то К_Fβ = К_Нβ =1

Таблиця 14

Розташування колеса щодо опор	при твердості робочих поверхонь зубців
	НВ2 ≤ 350 або НВ1, НВ2 ≤ 350	НВ2 і НВ1 > 350
Симетричне	0,8…1,4	0,4…0,9
Несиметричне	0,6…1,2	0,3…0,6
Консольне	0,3…0,6	0,2…0,35

Примітка: 1. Великі значення для постійних і близьких до них навантажень;

для твердих конструкцій валів і опор.

2. Для шевронних передач при b_W, рівній сумі напівшевронів,

можна збільшувати в 1,3…1,4разу.

Таблиця 15

Конструкція	ψm = b / m
Сильнонавантажені точні передачі, вали, опори і корпуси підвищеної твердості: НВ ≤ 350 НВ > 350	45…30 30…20
Звичайні передачі редукторного типу в окремому корпусі з досить жорсткими валами й опорами (і інші аналогічні): НВ ≤ 350 НВ > 350	30…25 20…15
Грубі передачі, наприклад з опорами на сталевих конструкціях (кранові і т.п.) або з погано обробленими колесами (лиття), а також відкриті передачі з консольними валами (конічні), рухливі колеса коробок швидкостей	15…10

Примітка. Нижні значення ψ_m для повторно-короткочасних режимів роботи,

значних перевантажень і середніх швидкостей; верхнє значення ψ_m – для тривалих режимів роботи, невеликих перевантажень і високих швидкостей.

Таблиця 16

т мм	1ряд	1	1,25	1,5	2,0	2,5	3	4	5	6	8	10	12	16	20
	2ряд	1,125	1,375	1,75	2,25	2,75	3,5	4,5	5,5	7	9	11	14	18	22

Примітка: 1. Для косозубих і шевронних циліндричних коліс з даних рядів

призначається модуль у нормальному перерізі до зуба.

2. Перевагу слід надати першому ряду.

При відомому модулі визначають всі інші параметри передачі:

z₁ = (d₁ · cosβ) / m_n (2.15)

z₂ = z₁ ·і (2.16)

d₂ = m_n · z₂ / cosβ , (2.17)

де z₁ > z_тіп;

z₁ і z₂ – цілі числа;

β – кут нахилу зубців (для редукторів загального призначення з косими зубцями β = 8…18⁰, для шевронних коліс β = 25…40⁰).

3.4. Визначають уточнені значення допустимих напруг σ_НP1, σ_НP2, σ_FP1, σ_FP2 (п.2).