3.3. Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну втому

Робоче контактне напруження , МПа, обчислюємо за формулою

,

де – коефіцієнт, що враховує механічні властивості матеріалів спряжених коліс. Для коліс із сталі = 275 МПа;

– коефіцієнт форми спряжених поверхонь зубців, Z_н=1,77 – для прямозубих коліс;

– коефіцієнт сумарної довжини контактних ліній, для прямозубих передач = 0,9;

– питома розрахункова колова сила (Н):

;

– колова сила у зчепленні зубчастих коліс, (H); ;

– (м); – (Нм),

– коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцями, для прямозубих коліс =1;

– табл. 3.1;

– коефіцієнт динамічного навантаження (табл. 3.2)

Таблиця 3.2 – Значення коефіцієнту конічних коліс

Ступінь точності	V, м/c
	1	2	4	6	8	10
6	1,03	1,06	1,12	1,17	1,23	1,28
7	1,04	1,07	1,14	1,21	1,29	1,36
8	1,04	1,08	1,16	1,24	1,32	1,40
9	1,05	1,10	1,20	1,30	1,40	1,50

Таблиця 3.3 – Значення точності прямозубих конічних передач

Ступінь точності	Колова швидкість, м/с	Галузь застосування
5	>12	Швидкохідні передачі в авіабудуванні, ділильні механізми
6	8...12
7	4...8	Передачі загального призначення
8	1,5...4
9	<1,5	Тихохідні передачі сільськогосподарських машин

Передача має 8 ступінь точності; =1,14; =1,16.

,

.

Розрахункове контактне навантаження допускається у межах:

,

.

Якщо ця умова не виконується, то можна змінити відповідно ширину вінця колеса b, не виходячи за межі рекомендованих значень (приймають у межах 0,25...0,3), або змінити зовнішній ділильний діаметр .

3.4. Розрахунок зубців на втому при згині

Розрахункове напруження згину у зубцях шестірні та колеса , МПа, визначаємо за формулою:

,

де – питома розрахункова колова сила;

– коефіцієнт форми зуба.

Таблиця 3.4 – Коефіцієнти Y_f форми зубців

при коефіцієнті зміщення x=0

	20	25	30	40	50	60	80	100
	4,12	3,96	3,85	3,75	3,73	3,73	3,74	3,75

– зведена кількість зубців:

; =4,12;

; =3,75.

– коефіцієнт перекриття зубців, у розрахунках для прямозубих передач можна наближено брати =1;

– коефіцієнт нахилу зубців, для прямозубих передач =1;

– коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині зубчастих вінців.

Таблиця 3.5 – Значення коефіцієнта K_fb конічних коліс

	Кулькові опори	Роликові опори
0,1	1,05	1,02
0,2	1,12	1,06
0,3	1,20	1,11
0,4	1,27	1,15

Закінчення таблиці 3.5

	Кулькові опори	Роликові опори
0,6	1,45	1,25
0,7	1,53	1,30
0,8	1,70	1,35

= 0,36 (див. п. 3.2); =1,27

– коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцями:

,

де – коефіцієнт торцевого перекриття:

,

– ступінь точності за нормою контакту зубців (якщо >9,то беруть = 9 і аналогічно, якщо <5, то = 5, у нашому випадку =8 (див. п. 3.3);

.

– коефіцієнт динамічного навантаження зубців: =1,38 (див. табл. 3.6.)

Таблиця 3.6 – Значення коефіцієнту конічних коліс:

Ступінь точності	V, м/c
	1	2	4	6	8	10
6	1,06	1,13	1,26	1,40	1,53	1,67
7	1,08	1,16	1,33	1,50	1,67	1,80
8	1,10	1,20	1,38	1,58	1,78	1,96
9	1,13	1,28	1,50	1,77	1,98	2,25

; .

При перевірці міцності зубців на втому при згині можна одержати значно менше за [ ], це не є суперечливим результатом, оскільки габаритні розміри передачі обмежуються контактною міцністю.

- радіальний зазор: ; (мм);

- зовнішні діаметри вершин зубців:

- зовнішні діаметри впадин:

Радіальна сила на шестірні дорівнює осьовій силі на колесі:

;

.

Осьова сила на шестірні дорівнює радіальній силі на колесі:

;

Таблиця 3.7 – Табличний звіт розрахунків

Параметри конічної передачі	Значення
	шестірня	колесо
Кількість зубців	15	37
Зовнішній коловий модуль, me , мм	8
Зовнішній ділильний діаметр, De, мм	120	296
Зовнішня конусна відстань, Re, мм	159,68
Ширина зубчастих вінців, b, мм	39,92	39,92
Кути ділильних конусів, , град	220	680
Кути конуса вершин зубців, , град	24,870	70,870
Колова швидкість коліс, V, м/с	3,71
Контактне напруження, MПа:
- допустиме [ ]	606 (значення не розраховано, а задано)
- робоче	555,81
Напруження згину, MПа:
- допустиме [ ]	200 (значення не розраховано, а задано	150 (значення не розраховано, а задано
- робоче	111,21	101,22
Колова сила у зчепленні, Ft, Н	4,02·103
Радіальна сила, Fr, Н	1,36·103	548,11
Осьова сила, Fa, Н	548,11	1,36·103