2.2 Проектный расчет

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости поверхности зубьев ([1], (3.8)):

(2.4)

где – коэффициент нагрузки;

–коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию, по ГОСТ

2185–66 [3] принимаем

(2.5)

где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, для косозубых колёс ([1], стр. 26);

–коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки

по ширине венца, ([1], таблица 3.1);

–динамический коэффициент, ([1], стр. 27).

(2.6)

(2.7)

По ГОСТ 2185–66 [2] принимаем стандартную величину:

(2.8)

Окружной модуль зацепления:

(2.9)

По ГОСТ 9563–60 [3] принимаем стандартную величину:

(2.10)

Суммарное число зубьев:

(2.11)

Число зубьев шестерни:

(2.12)

Принимаем число зубьев шестерни:

(2.13)

Число зубьев колеса:

(2.14)

Уточняем передаточное число:

(2.15)

Отклонение от заданного составляет:

(2.16)

что входит в интервал 2,5%, допустимый для зубчатых передач, с передаточным числом менее 4,5.

Проверяем межосевое расстояние:

(2.17)

Основные размеры шестерни и колеса:

делительные диаметры:

(2.18)

(2.19)

проверяем межосевое расстояние:

(2.20)

диаметры вершин зубьев:

(2.21)

(2.22)

диаметры впадин зубьев:

(2.23)

(2.24)

ширина колеса:

(2.25)

согласно требований ГОСТ 2185–60 по ГОСТ 6636–69 [3] из ряда Ra20 принимаем:

(2.26)

ширина шестерни:

(2.27)

2.3 Проверочный расчет

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

(2.28)

Окружная скорость колеса:

(2.29)

По таблице 3.6 [1] назначаем восьмую степень точности передачи.

Уточняем составляющие коэффициента нагрузки ([1], таблицы 3.4 –3.6):

(2.30)

(2.31)

(2.32)

Уточняем коэффициент нагрузки:

(2.33)

Действующее контактное напряжения ([1], 3.5):

(2.34)

Условие прочности выполнено.

Отклонение действующих контактных напряжений от допускаемых составляет:

(2.35)

Такое отклонение не входит в допустимый интервал 15% превышения допускаемых напряжений над действующими.

Силы, действующие в зацеплении:

окружная:

(2.36)

радиальная:

(2.37)

где α – угол зацепления, для стандартных эвольвентных зубчатых передач

(2.38)

Условие прочности по напряжениям изгиба:

(2.39)

где − действующие напряжения изгиба, МПа;

−коэффициент нагрузки;

−коэффициент прочности зуба, зависящий от числа зубьев колес;

−допускаемые напряжения изгиба, МПа.

(2.40)

где − коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зубьев, для несимметричного расположения колес ([1] таблица 3.7);

−коэффициент, учитывающий динамическое действие нагрузки, для прямозубых передач при твердости зубьев менее HB350 и окружной скорости до 3 м/с при восьмой степени точности ([1], таблица 3.8).

(2.41)

Коэффициент прочности зуба для шестерни ([1], стр. 35):

(2.42)

для колеса:

(2.43)

Допускаемое напряжение изгиба:

(2.44)

где − предел выносливости при базовом числе циклов;

−коэффициент запаса прочности.

Для стали 40Х с термообработкой улучшением ([1], таблица 3.9):

(2.45)

Предел выносливости при базовом числе циклов:

для шестерни:

(2.46)

для колеса:

(2.47)

Коэффициент запаса прочности:

(2.48)

где − коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материалов, ([1], таблица 3.9);

−коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого

колеса, ([1], стр. 36).

(2.49)

Допускаемые напряжения:

для шестерни:

(2.50)

для колеса:

(2.51)

Определяем соотношение

_{для шестерни:}

(2.52)

_{для колеса:}

(2.53)

Дальнейший расчет производим для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше ([1], стр. 35).

(2.54)

Условие прочности выполнено.