Особенности расчета конических передач на прочность

Расчет конических зубчатых передач на прочность сводится к расчету на прочность эквивалентной цилиндрической зубчатой передачи.

Расчетная нагрузка определяется на среднем делительном конических зубчатых колес:

.

Параметры эквивалентного цилиндрического колеса (при приведении прямозубых конических колес) определяются по формулам

– эквивалентные диаметры

; ;

– эквивалентные числа зубьев

; .

Параметры биэквивалентного (двойное приведение) цилиндрического колеса (при приведении конических колес с круговыми зубьями) определяются по формулам

– эквивалентные диаметры

; ;

– эквивалентные числа зубьев

; .

Эквивалентное передаточное число , используемое только для распространения расчетов на контактную выносливость цилиндрических передач на конические передачи, определяется по формуле

.

Кроме того, в расчетные формулы вводится установленный опытным путем коэффициент понижения несущей способности конических передач по сравнению с цилиндрическими передачами.

 

Проектный расчет конических передач

На контактную выносливость

При проектном расчете конических зубчатых передач на контактную выносливость обычно определяется внешний делительный диаметр колеса , мм, по формуле

,

где – крутящий момент на валу колеса, Н·м; – коэффициент, учитывающий прочность конических передач (для прямозубых колес , для колес с круговыми зубьями выбирается в зависимости от вида термообработки материала колес по табл. 5.1); допускаемое напряжение, МПа.

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки определяется по аналогии с цилиндрическими зубчатыми передачами.

Полученное значение округляют до стандартного значения по ГОСТ 12289-76: 50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (250); 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800. Предпочтительными являются значения без скобок.

 

Таблица 5.1. Коэффициент прочности

Твердость колес
<350; <350	1,85
<350;	1,50
;	1,30

 

Проектный расчет конических передач

На выносливость при изгибе

При проектном расчете конических зубчатых передач на выносливость при изгибе определяется внешний окружной модуль ( – для колес с прямыми зубьями; – для колес с круговыми зубьями) по формуле

.

Для прирабатывающихся материалов зубчатых колес коэффициент неравномерности распределения нагрузки можно принимать: – для прямозубых колес; – для колес с круговыми зубьями.

Коэффициент прочности для прямозубых колес , для колес с круговыми зубьями .

Округление модуля до стандартного значения можно не производить.

 

 

Проверочный расчет конических передач

На контактную выносливость

При проверочном расчете конических зубчатых передач на контактную выносливость условие прочности выглядит в виде:

,

где – крутящий момент на валу колеса, Н·м; – динамический коэффициент при проверочном расчете на контактную выносливость, определяемый в зависимости от окружной скорости колес и степени точности (окружная скорость определяется на среднем делительном диаметре колеса ); – внешний делительный диаметр колеса, мм.

 

Проверочный расчет конических передач

На выносливость при изгибе

При проверочном расчете конических зубчатых передач на выносливость при изгибе условия прочности выглядят в виде:

;

,

где – динамический коэффициент при проверочном расчете на выносливость при изгибе, определяемый по аналогии с коэффициентом ; – коэффициенты формы зуба, соответственно, шестерни и колеса, определяемые в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса .

 

ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Основные сведения

 

Червячные передачи относятся к зубчатым передачам с перекрещивающимися осями. Угол перекрещивания осей обычно составляет 90°. Червячную передачу целесообразно использовать там, где требуется плавность и бесшумность в работе, компактность при значительном редуцировании частоты вращения и сравнительно небольшой передаваемой мощности (обычно до 60 кВт). Значения передаточных чисел могут достигать до 1000. Однако в силовых передачах передаточное число рекомендуется выбирать в интервале значений от 8 до 80, реже до 110. Червячные передачи используются в подъемно-транспортных машинах, станках, автомобилях и других машинах.

Передача состоит из червяка и червячного колеса. Движение в червячной передаче преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости. В червячной передаче ведущим звеном является червяк с числом заходов , ведомым звеном – червячное колесо с числом зубьев .

Достоинства червячной передачи:

– большие передаточные отношения в одной ступени;

– плавность и бесшумность работы;

– возможность самоторможения;

– высокая кинематическая точность.

Недостатки червячной передачи:

– низкий КПД, являющийся причиной большого тепловыделения, которое, в свою очередь, требует применения специальных устройств для отвода тепла (обдув, оребрение корпуса и т.д.);

– необходимость применения дорогостоящих цветных металлов;

– значительный износ;

– склонность передачи к заеданию.