3.2 Расчёт геометрических параметров зубчатой передачи

Межосевое расстояние цилиндрической зубчатой передачи из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев /2, с. 32/

, (3.10)

где – коэффициент, равный 43 для косозубых колёс;

u – передаточное число зубчатой пары;

Т₂ – момент на колесе (большем из колёс);

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по ширине венца;

– допускаемое контактное напряжение;

– коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию.

Передаточное число u=i_з=3,15, а Т₃=191,89Н·м; =391,5 МПа;

(2.с.32)

коэффициент ширины венца

Межосевое расстояние округляем до стандартного значения 125 мм /2, с.36/

Нормальный модуль (2,с.36) m_н = (0,01…0,02)  = (0,01…0,02) 125 = =1,25…2,5 мм. Принимаем m_n = 1,25 мм. (2.с.36)

Предварительно принимаем угол наклона зубьев  = 10 (2.с.37).

Тогда число зубьев шестерни:

Принимаем Z₁ = 48

Тогда число зубьев колеса Z₂ = Z₁  u = 48  3,15 = 151

Уточненное значение:

Проверим условие (2. с.36).

Условие выполняется, т.к. 0,4 > 0,25

Делительный диаметр шестерни и колеса:

60,3 мм, 189,7мм.

Проверка:

.

Диаметры вершин зубьев шестерни и колеса:

Диаметры впадин зубьев

Ширина колеса:

b₂ = _ba = 0,4  125 = 50 мм

b₁ = b₂+5 = 50+5 = 55 мм

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

_bd2 = b₁/d₁ = 55 /60,3 = 0,912

3.3. Проверочный расчёт зубьев передачи

3.3.1. Расчётное контактное напряжение

, (3.11)

где K_H – коэффициент нагрузки;

b – ширина колеса расчётная (наименьшая)

Окружная скорость колёс

м/с

При такой скорости назначаем восьмую степень точности (2.с.32).

Коэффициент нагрузки при проверочном расчёте на контактную прочность

(3.12)

где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения на-

грузки между зубьями;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения на-

грузки по длине зуба;

– коэффициент, учитывающий дополнительные динамические на-

грузки.

По рекомендациям (2. с.39-40) назначим следующие значения коэффициентов:

– = 1,09 при окружной скорости =2,27 м/с и восьмой степени точности;

– = 1,11 при значении коэффициента =0,912 и твёрдости зубьев менее НВ 350;

– = 1 при <5 м/с, восьмой степени точности и менее НВ 350.

Расчет по формуле (3.12) дает .

МПа

Условие прочности выполняется.

3.3.1 Расчет зубьев на контактную прочность по формуле (3.11) при кратковременных перегрузках моментом 168,91 Нм дает

Мпа Мпа

3.3.3 Напряжение изгиба зубьев косозубых цилиндрических колёс при проверочном расчёте на выносливость.

Напряжение изгиба зубьев косозубых цилиндрических колёс при проверочном расчёте на выносливость вычисляется по формуле (2. с.46)

(3.13)

где F_t – окружная сила;

K_F – коэффициент нагрузки;

Y_F – коэффициент формы зуба;

Y_β – коэффициент, компенсирующий погрешности, возникающие из-за

применения для косых зубьев той же расчётной схемы, что и для

прямых;

K_FA – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения на

грузки между зубьями;

b – ширина колеса, находящаяся в зацеплении, мм;

– модуль нормальный, мм;

В зацеплении колёс быстроходной передачи действуют следующие силы:

– окружная H;

– радиальная Н;

– осевая Н.

Коэффициент нагрузки (2. с.42)

где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения на-

грузки по длине зубьев;

– коэффициент, учитывающий дополнительные динамические на

грузки.

Примем (4,с.43) =1,23; =1,1, тогда

=1,23·1,1=1,35

Без расчётов, руководствуясь только рекомендацией (2.с.47), возьмём К_FA=0.92.

Коэффициент Y_β определим по формуле (2. с.46):

Коэффициент формы зуба зависит от эквивалентного числа зубьев:

Расчет по формуле (3.13) дает (в МПа):

Это значительно меньше вычисленных в пункте 3.1.4 допускаемых напряжений.

3.3.4 Напряжение изгиба при кратковременных перегрузках

Напряжение изгиба при кратковременных перегрузках вычисляются также по формуле (3.13) куда вместо окружной силы F_t следует подставить окружную силу при кратковременных перегрузках

После подстановки получаем при перегрузках соответственно для шестерни и колеса напряжение изгиба

МПа

МПа

Эти напряжения меньше вычисленных в пункте 3.1.5

3.3.5 Геометрические параметры колес зубчатой передачи, обоснованные в результате расчетов, сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Геометрические параметры колес зубчатой передачи

Параметры	Шестерня	Колесо
Межосевое расстояние, мм	125	125
Нормальный модуль, мм	1,25	1,25
Угол наклона зубьев, град
Число зубьев	48	151
Направление зубьев	левое	правое
Диаметры вершин зубьев, мм	62,8	191,5
Ширина венцов колёс,мм	55	50