2.6. Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по напряжениям изгиба (проверка на отсутствие усталостного излома зубьев)

Под действием периодически изменяющихся напряжений изгиба , создаваемых окружной (тангенциальной) силойF_t, возможен усталостный излом зубьев. Для обеспечения усталостной прочности зубьев при изгибе должно выполняться неравенство:

- коэффициент формы зуба (зависит от коэффициента смещения и числа зубьев).

- коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба.

При проектном расчете по напряжениям изгиба определяется модуль зацепления .

- коэффициент ширины колеса, выраженный в модулях.

7. Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по контактнымнапряжениям (проверка на отсутствие усталостного выкрашивания поверхностей зубьев)

Под действием циклической силы F_n в месте контакта 2-х зубьев возникают циклические контактные напряжения , которые могут быть причиной усталостного выкрашивания поверхностей зубьев. Для проверки усталостной прочности зубьев по контактным напряжениям используют зависимость:

где - вращающий момент на ведомом валу проектируемой передачи;

- ширина ведомого зубчатого колеса;

- допускаемое контактное напряжение для материала ведомого зубчатого колеса (зависит от материала и вида термообработки);

- коэффициент нагрузки при расчете по контактным напряжениям.

Расчет на контактную прочность проводят для зубчатого колеса, т.к. его материал, как правило, менее прочный, чем у шестерни.

Если действующие значения значительно больше допускаемых(перегрузка более 5%), необходимо либо увеличить ширину зубчатого колеса (), либо увеличить межосевое расстояние, либо выбрать более прочный материал.

 

Проектный расчет по контактным напряжениям

При проектном расчете определяются межосевое расстояние , модуль, число зубьеви др. геометрические параметры.

Межосевое расстояние определяют по формуле:

Полученное расчетное значение межосевого расстояния округляют до стандартного значения.

Выбор модуля и числа зубьев можно произвести 3 методами:

1. По ГОСТу

Полученное расчетное значение модуля округляют до стандартного.

2. Задаем предварительное значение числа зубьев ведущей шестерни :

; ; .

3. Модуль определяем из расчёта усталостной прочности зубьев по напряжениям изгиба (см. предыдущий раздел).

2.8. Проверка прочности зубьев при действии пиковой нагрузки

 В процессе эксплуатации передачи могут возникать кратковременные перегрузки, при которых передаваемый момент может увеличиться в несколько раз.

Чаще всего перегрузки возникают в момент пуска двигателя.

- коэффициент перегрузки

.

Проверка на отсутствие хрупкого излома:

.

Проверка на отсутствие пластической деформации:

.

2.9. Расчетная схема нагружения валов цилиндрической прямозубой передачи

Силы, возникающие в зацеплении, нагружают вал и опоры. Расчетная схема вала цилиндрической прямозубой передачи выглядит так:

Окружная сила условно переносят в центр зубчатого колеса, при этом на схеме добавляют крутящий момент.