Проверочный расчёт цилиндрических передач

Первоначально проверяют пригодность заготовок колёс. Для этого находят диаметр заготовки шестерни – D_заг.= d_a1 + 6мм и размер заготовки колеса – S_заг.= b₂ + 4мм. Полученные результаты сравниваются с предельными значениями D_пред. и S_{пред .}, приведёнными на рисунке 1 и таблице 4. При невыполнении условия D_заг ≤ D_пред. и S_заг ≤ S_{пред .} изменяют материал колеса или вид термической обработки.

Контактные напряжения проверяют по формуле

, (17)

где Z_M = 275 – коэффициент, учитывающий механические свойства материала колёс;

коэффициент формы сопряженных поверхностей зубьев (для прямозубых передач , а косозубых и шевронных определяется по формуле: , где – фактический угол наклона зубьев, = 20⁰ – угол зацепления);

– коэффициент суммарной длины контактных линий (для прямозубых колёс Z_ε = 0,9, а косозубых и шевронных определяется по формуле , где – коэффициент торцового перекрытия: , где знак плюс используется при внешнем зацеплении, а минус – внутреннем);

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями. Определяется по рисунку 3, а в зависимости от окружной скорости колёс , (м/с) и степени точности передачи (таблица 13). Для прямозубых колёс ;

– коэффициент динамической нагрузки. Зависит от окружной скорости колёс и точности передачи (таблица 14).

Таблица 13 – Степень точности зубчатых колес

Степень точности	Окружные скорости колёс, м/с
прямозубых	не прямозубых
цилиндрических	конических	цилиндрических	конических
	до 15 до 10 до 6,0 до 2,0	до 12 до 8,0 до 4,0 до 1,5	до 30 до 15 до 10 до 4,0	до 20 до 10 до 7,0 до 3,0

Примечание: девятую степень точности назначают для открытых тихоходных передач.

По формуле (17) производят вычисления, находят и полученные значения сравнивают с .

При этом допускается недогрузка передачи не более 10 % и перегрузка – не более 5 %. При необходимости изменяют ширину венца колеса, межосевое расстояние, материал колёс, вид термообработки и весь расчёт выполняют снова.

Проверочный расчёт на изгибную выносливость зубьев колес производят по формуле

, (18)

где значения определены выше;

 

 

 

Таблица 14 – Коэффициент динамической нагрузки

Степень точности	Твёрдость поверхностей зубьев
окружная скорость колёс v,(м/с)
		1,02	1,1	1,2	1,3	1,4	1,02	1,1	1,2	1,3	1,4
1,01	1,06	1,08	1,12	1,16	1,01	1,06	1,08	1,12	1,16
	1,03	1,16	1,32	1,48	1,48	1,06	1,32	1,64	1,96	–
1,01	1,06	1,13	1,19	1,26	1,03	1,13	1,26	1,38	1,51
		1,02	1,12	1,25	1,37	1,5	1,02	1,12	1,25	1,37	1,5
1,01	1,05	1,1	1,15	1,2	1,01	1,05	1,1	1,15	1,2
	1,04	1,2	1,4	1,6	1,8	1,08	1,4	1,8	–	–
1,02	1,08	1,16	1,24	1,32	1,03	1,16	1,32	1,48	1,64
		1,03	1,15	1,3	1,45	1,6	1,03	1,15	1,3	1,45	1,6
1,01	1,06	1,12	1,18	1,24	1,01	1,06	1,12	1,18	1,24
	1,05	1,24	1,48	1,72	1,96	1,1	1,48	1,96	–	–
1,02	1,1	1,19	1,29	1,38	1,04	1,19	1,38	1,58	1,77
		1,03	1,17	1,35	1,52	1,7	1,03	1,17	1,35	1,52	1,7
1,01	1,07	1,14	1,21	1,28	1,01	1,07	1,14	1,21	1,28
	1,06	1,28	1,56	1,84	–	1,11	1,56	–	–	–
1,02	1,11	1,22	1,34	1,45	1,04	1,22	1,45	1,67	–

Примечание: Значения в числителе относятся к прямозубым передачам, а в знаменателе – косозубым

 

– коэффициент формы зуба шестерни и колеса. Определяется по графику (рисунок 4) в зависимости от числа зубьев z₁ и z₂ для прямозубых колёс, и по эквивалентному числу зубьев для косозубых и шевронных колёс:

, ; (19)

коэффициент перекрытия зубьев. Для прямозубых и косозубых колёс предварительно можно принять ;

– коэффициент наклона зубьев. Для прямозубых колес , для косозубых:

; (20)

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии (определяется по графикам на рисунке 2);

– коэффициент динамической нагрузки (таблица 14);

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями (определяется по графику на рисунке 3, б).

После этого находят отношение

и , (21)

и в зависимости от того, какое отношение имеет меньшее значение, производят проверочный расчёт на изгибную выносливость по материалу шестерни или колеса (чаще это зуб колеса).

Если в результате вычислений расчетное напряжение окажется на

5...10 % выше допустимого значения, то надо увеличить модуль зацепления, уточнить число зубьев z₁ и z₂, и выполнить проверочный расчёт на изгибную выносливость снова, не меняя межосевое расстояние.

 

 

РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Выбор материала для изготовления конических зубчатых колёс и определение допускаемых напряжений производится по методике, изложенной в разделах 2.1.1 и 2.1.2.