5. Расчетная часть пояснительной записки

В этой части даны примеры расчетов сил действующих в зацеплениях зубчатых и червячных передач в зависимости от направления вращения и угла наклона зубьев, расчет валов: ориентировочный , по эквивалентному моменту и пример расчета вала на прочность по коэффициенту запаса прочности. подшипников качения, размеров звездочек цепных передач и шкивов ременных передач[6].

5.1. Определение сил, действующих в зацепленияx цилиндрических зубчатых передач

В приводах используются цилиндрические, прямозубые и косозубые редукторы. Угол наклона зубьев для косозубых колес 8…16, конические редукторы с прямым зубом и с круговым зубом угол наклона =35, червячные редукторы с углом профиля в осевом сечении червяка 2=40, угол зацепления для колес (без угловой или высотной коррекции зубьев) принимают=20.

На рисунках даны схемы сил в зацеплении цилиндрической передачи (рис. 8), конической (рис. 9) и червячной (рис. 10).

5.1.1. В цилиндрической прямозубой передаче в зацеплении возникают силы.

а) окружные

, Н,

где ,– вращающие моменты на валу шестерни и колеса, Нм.

, Нм,

где P – мощность, кВт;

–угловая скорость соответствующего вала, рад/с.

б) радиальные

.

в) осевые

в цилиндрической прямозубой передаче осевые силы

5.1.2. Силы в зацеплении косозубой цилиндрической передачи.

Схемы сил в цилиндрической косозубой передачи в зависимости от направления вращения ведущего звена и угла наклона зуба (правое или левое) представлены на рис. 8. За точку приложения сил принимают полюс зацепления в средней плоскости колеса.

Направление вращения выбирают в соответствии с направление вращения приводного вала рабочей машины (чаще всего по часовой стрелке), если привод реверсивный, то направление вращения ведущего вала (вала двигателя), можно выбирать произвольно.

Рис. 8. Схемы сил в зацеплении косозубой цилиндрической передачи в зависимости от угла наклона зубьев и направления вращения:

а) колеса – левое, шестерни – правое;

б) наклон зуба тот же, а направление вращения против часовой стрелки;

в) колеса – правое, шестерни – левое; направлениевращения по часовой стрелке;

г) наклон зуба тот же,а направление вращения против часовой стрелке.

Силы в цилиндрической косозубой передаче по величине равны, по направлению противоположно направлены.

В полюсе зацепления в цилиндрической косозубой передаче возникают силы:

а) окружные

, Н,

где Т₂ – момент на валу колеса;

Т₁ – момент на валу шестерни;

d₂– диаметр делительной окружности колеса;

d – шестерни.

б) радиальные

, Н,

где  – угол наклона зуба.

в) осевые

, Н.

5.2. Силы в зацеплениях конических зубчатых передач

В зацеплении конической прямозубой и косозубой (с круговым зубом) передачи возникают силы:

а) окружные равные по величине, противоположные по направлению:

, Н,

где dm₁, dm₂соответственно средний делительный диаметр шестерни и колеса;

,

,

где исоответственно внешний делительный диаметр шестерни, и внешний делительный диаметр колеса;

б) осевые силы в прямозубой конической передаче по величине равны радиальным, по направлению противоположно направлены:

где – угол делительного конуса конической шестерни.

в) осевые силы в косозубой конической передаче то же по величине равны радиальным, по направлению противоположно направлены:

Схемы сил в косозубой конической передачи в зависимости от направления вращения конической шестерни и угла наклона зуба представлены на рис. 9.

Для конических передач при правом зубе шестерни, направление вращения принимают по ходу часовой стрелки.

Рис. 9. Схемы сил в зацеплении косозубой конической передачи

в зависимости угла наклона и направления вращения колес:

а) колеса – левое, шестерни – правое;вращениеколеса по часовой стрелке;

б) колеса – левое, шестерни – правое,вращениеколеса против часовой стрелки;

в) шестерни – левое, колеса – правое;направление вращения по часовой стрелке;

г) угол наклона тот же; направление вращения против часовой стрелки