Конструирование открытых цилиндрических зубчатых передач

Открытые цилиндрические передачи выполняют с прямыми зубьями и применяют при окружных скоростях колес ν ≤ 2 м/с. Вследст­вие повышенного

изнашивания зубьев открытые передачи считают при­рабатывающимися.

Проектировочным расчетом открытых зубчатых передач считает­ся расчет зубьев на выносливость при изгибе. Расчет открытой передачи ведут аналогично расчету закрытой, используя соответствующие формулы.

 

Расчет открытых цилиндрических передач

    Исходные данные (получены из кинематического расчета привода):

Т ₁ – крутящий момент на шестерне открытой передачи, Н×мм;

и –передаточное число открытой цилиндрической передачи;

n ₁ – частота вращения шестерни, об/мин.

 

1. Выбрать материал по таблице 3.1.1. Для открытых передач обычно применяют дешевые марки стали типа 45, 45Л с термообработкой Н < 350НВ.

2. Назначить число зубьев шестерни z ₁=17…24.

Определить число зубьев колеса z ₂= z ₁∙ и.

.

3. Найти допускаемое напряжение изгиба для шестерни [ σ _FP ]₁ (см. п. 3.2).

4. Определить коэффициент формы зуба Y _{F 1} в зависимости от эквивалентного числа зубьев z _{v 1} по графику (см. рис. 3.3.4) или из табл. 3.3.10.

5. Определить коэффициенты:

k _β – коэффициент неравномерности нагрузки по ширине венца. Его определяют по рис. 3.3.2., коэффициент Ψ _bd  назначают по таб­лице 3.3.9;

k _v – коэффициент динамической нагрузки. Для тихоходных передач при-нимают k _v =1…1,1

6. Определить модуль передачи:

                   .                                    (4.1.1)

Полученный модуль округлить до ближайшего стандартного зна­чения согласно ГОСТ 9563-60, имея в виду, что значения без скобок предпочтительнее: 1; 1,25; 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; (2,75); 3; (3,25); 3,5; (3,75); 4; (4,25); 4,5; 5; (5,5); 6; 6,5; (7); 8; (9); 10; (11); 12.

7. Определить основные размеры зубчатой пары:

· диаметр начальных окружностей d ₁ = mz ₁,мм; d ₂ = mz ₂,мм;

· ширину зубчатого венца колеса b ₂= d ₁ Ψ _bd, мм;

· ширину шестерни b ₁ = b ₂ + (5,...10) мм.

8. Осуществить проверочный расчет для предотвращения оста­точной деформации или хрупкого излома зубьев при действии макси­мальной нагрузки (см. п.3.3, проверочный расчет зубьев на вынос­ливость при изгибе).

По результатам расчета провести сравнение  :

· если условие не выполняется, необходимо вернуться к п.3.1. и по
таблице 3.1.1 выбрать более прочный материал;

· если условие выполняется, перейти к приведенным ниже расчетам.

9. Определить размеры зубчатой пары:

· диаметры вершин зубьев da1= d1+2ha; da2= d2+2ha, где ha= m – высота головки зуба;

· диаметры окружностей впадин df1 =d1–2hf; df2 =d2–2hf, где hf = 1,25m – высота ножки зуба;

· межосевое расстояние .

10. Определить силы, действующие в зацеплении:

· окружную силу

, Н;

· радиальную силу

, Н,

где α = 20° – угол зацепления.

Осевая сила для прямозубой передачи равна нулю: .