3 Геометрический расчет передачи

Принимаем профиль зуба эвольвентный, угол профиля исходного контура a=20°(СТ СЭВ 308-76), коэффициент смещения исходного профиля Х=0.

Определяем межосевое расстояние:

(3.1)

где К_а – обобщенный коэффициент, К_а = 430;

Т₂ – крутящий момент на тихоходном валу, Н×м;

К_Нb - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба;

y_ba – коэффициент ширины венца колеса.

Коэффициент К_Нb определяют по таблице 3.1 в зависимости от НВ и y_bd:

(3.2)

К_НB=1,4.

мм

Округляем а_w в большую сторону до стандартного по СТ СЭВ 229-75:

а_w =225 мм.

Определяем рабочую ширину колеса и шестерни:

(3.3)

(3.4)

Полученные значения округляем до целых чисел.

мм Принимаем 90мм.

мм

Ориентировочно определяем величину модуля:

(3.5)

Окончательно принимаем его значение по СТ СЭВ 310-76, но не менее 1,5 мм.

Минимальный угол наклона зубьев для косозубых и шевронных колес соответственно:

(3.6)

Для прямозубых передач минимальный угол наклона не определяется и принимается равным 0. Рекомендуемые пределы угла наклона зубьев для косозубых колес 8 – 18^о, для шевронных колес 24 – 42^о

Определяем суммарное число зубьев:

(3.7)

Полученное значение округляем до целого числа .

Уточняем угол наклона зубьев:

(3.8)

Находим число зубьев на шестерне и колесе:

(3.9)

Число зубьев на шестерне должно быть не менее 17.

Принимаем

Уточняем фактическое передаточное число:

(3.10)

Отклонение от заданного передаточного числа не должно превышать 3%:

(3.11)

Определяем делительные диаметры шестерни и колеса:

(3.12)

мм

мм

Определяем диаметры вершин зубьев шестерни и колеса:

(3.13)

мм

мм

Определяем диаметры впадин зубьев шестерни и колеса:

(3.14)

мм

мм

Проверяем межосевое расстояние передачи:

(3.15)

мм

Определяем окружную скорость:

(3.16)

Выбираем степень точности изготовления передачи 9

4 Проверочный расчет зубьев передачи на прочность

Расчет передачи на прочность проводим по ГОСТ 21354-75 (с некоторыми упрощениями).

Проверочный расчет зубьев передачи на контактную выносливость:

(4.1)

где Z_m=275 – коэффициент, учитывающий механические свойства материала колес;

Z_H – коэффициент, учитывающий форму колес сопряженных поверхностей зубьев:

(4.2)

Z_e - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, для косозубой передачи:

(4.3)

где e_a - коэффициент торцового перекрытия,

(4.4)

K_HV – коэффициент динамической нагрузки определяем по таблице 4.1: K_HV=1,04

K_Ha - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, определяем по таблице 4.2: K_Ha =1,16

Полученные действительные контактные напряжения должны быть меньше допускаемых напряжений.

(4.5)

Проверочный расчет зубьев передачи на изгибную выносливость.

Расчет по напряжениям изгиба производим по формулам:

(4.6)

(4.7)

где Y_F – коэффициент формы зуба;

Y_b – коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев;

K_Fb – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба (таблица 3.1);

K_FV – коэффициент динамической нагрузки;

K_Fa – коэффициент распределения нагрузки между зубьями.

Определим величины, входящие в формулу (4.6).

Y_F1 и Y_F2 определяем по таблице 4.3.в зависимости от эквивалентного числа зубьев:

(4.8)

Y_F1=3,9

Y_F2=3,6

Коэффициент Y_b, учитывающий угол наклона зубьев:

(4.9)

Коэффициент K_FV определяем по таблице 4.4. K_FV=1,1

Коэффициент K_Fa определяем по таблице 4.5. K_Fa =1,0

Проверка прочности зубьев при перегрузке.

При действии кратковременных перегрузок зубья проверяют на пластическую деформацию или хрупкий излом от максимальной нагрузки. По условиям задания максимальная нагрузка =1,6.

Расчет на контактную прочность по максимальному контактному напряжению.

Расчет производят для колеса по формуле:

(4.10)

где s_Н – расчетное контактное напряжение, вызываемое расчетным контактным моментом (ранее определено по формуле (4.1);

[s_Н]_max – допускаемое максимальное контактное напряжение;

При термообработке нормализация, улучшение или объемная закалка, [s_Н]_max = 2,8×s_Т (4.11)

где: s_Т – предел текучести материала (таблица 2.2).

[s_Н]_max = 2,8×320=896МПа

Расчет по максимальному напряжению на изгиб:

(4.13)

где s_F – меньшее из значений изгибающего напряжения, рассчитанных по формулам (4.6) и (4.7);

[s_F]_max – допускаемое максимальное напряжение на изгиб:

при НВ  350 [s_F]_max = 0,8×s_Т (4.14)

[s_F]_max = 0,8×320=256 МПа