3.2. Проектировочный расчет закрытых цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость

Проектировочный расчет служит для предварительного определения размеров. При расчетах зубчатой передачи следует обратить внимание, что индекс «1» относится к шестерне, а индекс «2» – к колесу. Поэтому значение крутящего момента Т₁ соответствует валу, на котором установлена шестерня.

При проектировочном расчете ориентировочно определяют начальный диаметр шестерни (мм) по формуле:

, (3.3)

где – вспомогательный коэффициент, равный 770 МПа для прямозубых и 675 МПа для косозубых и шевронных колес;

– крутящий момент на ведущем валу, Н·м;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, зависящий от твердости материала колес НВ, кинематической схемы передачи и величины ψ_bd; определяется по номограммам (рис. 3.2.);

K_A – коэффициент внешней динамической нагрузки (табл.3.3.);

U – передаточное число рассчитываемой зубчатой пары (принимается из кинематического расчета);

ψ_bd – коэффициент ширины зубчатого венца, задается в соответствии с табл. 3.4;

– допускаемые контактные напряжения определяются в соответствии с п. 3.1.

Характерные режимы нагружения ведомых машин:

1. Равномерный – равномерно работающие ленточные, пластинчатые конвейеры, легкие подъемники, вентиляторы и т.д.;

2. С малой неравномерностью – неравномерно работающие ленточные и пластинчатые транспортеры, шестеренчатые и ротационные насосы, главные приводы станков, тяжелые подъемники, крановые механизмы, промышленные и рудничные вентиляторы, поршневые многоцилиндровые насосы, станы холодной прокатки и т.д.;

3. Со средней неравномерностью – мешалки для резины и пластмасс, легкие шаровые мельницы, деревообрабатывающие станки, одноцилиндровые поршневые насосы и т.д.;

4. Со значительной неравномерностью – экскаваторы, черпалки, тяжелые шаровые мельницы, дробилки, буровые машины, брикетировочные прессы, станы горячей прокатки и т.д.

а)	HB2≤350	б)	HB1(2)>350
→ KHβ		→ KHβ
	→ ψbd		→ ψbd
в)	HB2≤350	г)	HB1(2)>350
→ KFβ		→ KFβ
	→ ψbd		→ ψbd
д)	Подшипники шариковые
	Подшипники роликовые

Рис. 3.2. Графики для определения коэффициентов неравномерности распределения нагрузки по ширине венца: а) и б) при расчете контактной прочности зубьев K_Hβ; в) и г) при расчете зубьев на изгиб K_Fβ для схем редукторов 1-7; д) схемы редукторов

Таблица 3.3.

Значения коэффициента внешней динамической нагрузки

Режим нагружения двигателя	Режим нагружения ведомой машины
	1	2	3	4
1. Равномерный	1,00	1,25	1,50	1,75
2. С малой неравномерностью	1,10	1,35	1,60	1,85
3. Со средней неравномерностью	1,25	1,50	1,75	2,00 и выше
4. Со значительной неравномерностью	1,50	1,75	2,00	2,25 и выше

Примечание. Характерные режимы нагружения двигателей:

1. Равномерный – электродвигатели; 2. С малой неравномерностью – гидравлические двигатели; 3.Со средней неравномерностью – многоцилиндровые ДВС; 4.Со значительной неравномерностью – одноцилиндровые ДВС.

Таблица 3.4.