Проверочный расчет зубчатых передач

 

Расчет проводят на выносливость по напряжениям изгиба и контактным напряжениям для ведущих шестерен базовых передач по формуле:

− по напряжениям изгиба:

− по контактным напряжениям:

где σ_F и σ_H – расчетное напряжение изгиба и расчетное контактное напряжение, МПа;

σ_Fр и σ_Hр – допускаемые напряжения;

m_i, Z_i, b_i – соответственно модуль, число зубьев и ширина венца рассчитываемой шестерни i-й передачи; принимаются из проектного расчета;

Y_Fi – коэффициент, учитывающий форму зуба рассчитываемой шестерни; принимается по табл. 9;

u_фi - фактическое передаточное число рассчитываемой передачи; равно обратной величине передаточного отношения (отношению чисел зубьев ведомого колеса к ведущему); для базовых передач u_фi >1;

a_Wi - межосевое расстояние рассчитываемой элементарной коробки, мм;

Т_Fi и Т_Нi - расчетные крутящие моменты по напряжениям изгиба и контактным напряжениям в Н×м. Т_Fi и Т_Нi определяют по формулам:

T_Fi=T_imax×K_Fβ×K_FV;

T_Hi=T_imax× K_Hβ×K_HV,

где T_imax – максимальный крутящий момент на валу рассчитываемой шестерни, передаваемый базовой передачей; так как фактические частоты вращения валов отличаются от стандартных несущественно, можно использовать те же значения T_imax, что и в проектном расчете;

K_FV,K_НV – коэффициенты, учитывающие динамические нагрузки; принимаются по табл. 10. При этом уточняется степень точности передачи по ее окружной скорости, величина которой определяется по формуле

, м/с;

где n_imax – максимальная частота вращения вала рассчитываемой шестерни по структурному графику;

K_Fβ, K_Нβ – коэффициенты распределения нагрузки по ширине венца, принимаются по табл. 11 после уточнения степени точности передачи.

Учитывая принимаемое при некотором допущении равенство коэффициентов K_FV = K_НV и K_Fβ = K_Нβ, можно принять T_{F i}= T_Hi.

Если проверочный расчет показал перегрузку по контактным напряжениям или напряжениям изгиба (расчетное напряжение превысило допускаемое более чем на 5%), рекомендуется или увеличить ширину b_i венца шестерни, но не более чем до 10m, или принять более качественный материал, или увеличить межосевое расстояние передачи a_Wi за счет увеличения чисел зубьев; модуль рекомендуется увеличивать лишь в крайнем случае. При изменении числа зубьев рассчитываемой передачи необходимо повторить кинематический расчет коробки.

Если же, наоборот, выявлен большой запас прочности, его можно уменьшить за счет уменьшения b_i, но до размера не менее 6m, или приняв менее качественный, но и менее дорогой материал колеса.