2-я часть. детали машин

где - частные значения нагрузок на шестерне или колесе, соответствующие i-тым участкам графика нагрузки, Нм;

- наибольшее значение длительно действующих нагрузок на шестерне или колесе, Нм;

- частные значения длительностей нагрузок на i-тых участках графика нагрузки, час; - срок службы передачи, час;

n – частота вращения, мин-1. Для шестерни имеем:

Для колеса:

При для непостоянной нагрузки принимаем (таблица 2.4), т.е.

Тогда получаем

При этом

Условие выполнено

-принимается равным: для зубчатых колес из улучшенной или нормализованной стали при не-

~57 ~

В редукторах для каждой последующей степени увеличивают на 20...30%.

Принимаем для одноступенчатого редуктора симметричное расположение зубчатых колес относительно опор. Тогда

зависит от расположения зубчатых колес относительно опор, твердости зубьев и величины - отношения ширины зубчатого венца к начальному диаметру шестерни.

При = 0.91 и симметричном расположении зубчатых колес принимаем = 1,05. Тогда

Принимаем

Рабочая ширина зубчатых колес

Ширина венца колеса:

мм

Ширина венца шестерни:

мм

Определение модуля зацепления

По ГОСТ 9563-60 принимаем

Определяем угол наклона зубьев

Число зубьев шестерни и колеса

Суммарное число зубьев

Шестерня

~ 58 ~

Число зубьев колеса

Уточнение диаметров начальных окружностей зубчатых колѐс

Шестерня

Колесо

Проверка межосевого расстояния

Фактическое передаточное число

Диаметры вершин зубьев

Диаметры впадин зубьев

Окружная скорость и степень точности передачи

По таблице 2.6 принимаем 9-ю степень точности.

Проверочный расчет Определение контактных напряжений, действующих в зацеплении

Условие прочности при контактной выносливости

~ 59 ~

где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей в полюсе зацепления;

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов поверхностей зубьев;

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; - удельная расчетная окружная сила, Н/мм.

где - угол зацепления, принимаем Для стальных зубчатых колес принимаем

Для косозубой передачи (при условии, что ):

где -коэффициент осевого перекрытия;

– коэффициент торцового перекрытия. Для косозубой передачи

где - исходная расчетная окружная сила при расчете на контактную выносливость, Н;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями (зависит от степени точности передачи и окружной скорости) (таблица 2.7);

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении. Силы, действующие в зацеплении:

- окружная сила

~ 60 ~

- радиальная сила

где - угол зацепления; - осевая сила

где - динамическая добавка.

где - удельная окружная динамическая сила Н/мм.

Условие прочности выполнено.

~ 61 ~

Расчет зубьев на выносливость при изгибе

Условие прочности:

где - напряжение при изгибе, МПа;

- коэффициент, учитывающий форму зубьев. Выбирается в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса ;

- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев;

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев;

- удельная расчетная окружная сила при расчете на изгиб, Н/мм; m - модуль зацепления, мм;

– допускаемое напряжение изгиба, МПа.

Принимаем при и при (таблица 2.9) Для косозубой передачи

где - исходная окружная расчетная сила при расчете на изгиб, Н; .

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, который определяется по таблице 2.10 или по формуле

где n – степень точности

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине зубчатого венца.

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении.

~ 62 ~

где - динамическая добавка при расчете на изгиб

где - удельная окружная динамическая сила при расчете на изгиб, Н/мм. По аналогии с расчетом на контактную выносливость

Тогда получаем

Отсюда следует, что

– коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса. Выбирается в зависимости от диаметра вершин зубьев зубчатого колеса. При (таблица 2.12).

~ 63 ~

где - коэффициент, учитывающий влияние амплитуд напряжений противоположного знака. Для зубчатых колес из термоулучшенной или нормализованной стали ;

- исходная расчетная нагрузка, действующая в прямом направлении вращения, Нм;

- исходная расчетная нагрузка, действующая при реверсе передачи, Нм. Так как график нагрузки соответствует как прямому направлению вращения, так и реверсивному, то .

и - числа циклов перемены напряжений соответственно при прямом направлении вращения и при реверсе. Для вышесказанного . Тогда:

– коэффициент долговечности

Для колеса

где и - частные значения нагрузок на шестерне и колесе, соответствующие i-тым участкам графика нагрузки, Нм;

и - наибольшее значение длительно действующих нагрузок на шестерне и колесе, Нм;

- частные значения длительностей нагрузок на i-тых участках графика нагрузки, час; - срок службы передачи, час.

~ 64 ~

Тогда имеем

- коэффициент безопасности.

где - коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственность передачи, принимаем (таблица 2.13);

- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса:

;

Принимаем . Тогда

В этом случае имеем

Условие прочности выполнено:

Расчет закрытой конической зубчатой передачи

Расчет конических передач ведется по формулам, аналогичным цилиндри-

ческим, записанным в параметрах эквивалентных цилиндрических колес, дели-

тельные окружности которых представляют собой развертки средних дополни-

~ 65 ~

тельных конусов. При этом на основе опытных данных принимают, что кониче-

ские прямозубые передачи могут передавать нагрузку, равную 0,85 от допускае-

мой нагрузки эквивалентной цилиндрической передачи. Применение прямозубых конических колес ограничено окружными скоростями до 2м/с. При более высоких скоростях целесообразно применять колеса с круговыми зубьями как обеспечи-

вающие более плавное зацепление и большую несущую способность. Кроме того,

они менее чувствительны к нарушению точности взаимного расположения колес,

их изготовление проще и производится на специальных станках для нарезания и шлифования этих колес в условиях массового и мелкосерийного производства.

1. Определяем главный параметр – внешний делительный диаметр кониче-

ского колеса , мм:

лентного конического колеса как соотношение

ипринимают вид опор на валах и твердость материалов зубчатых колес.

~66 ~