Проверка зубьев по напряжениям изгиба

При прямозубой передаче проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе проверяют по условию:

где КF – коэффициент нагрузки при изгибе;

YF – коэффициент, учитывающий форму зуба. Для шестерни при z1 = 32 по графику [1, с.67] определяем YF1 = 3,85; для колеса при z2 = 80 – YF2 = 3,73.

Коэффициент нагрузки при изгибе, для прямозубых передач:

КF = КFβ ∙ КFV

где КFβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, в зависимости от параметра ψbd = 0,55 по графику [1, с.64] определяем: КFβ = 1,07;

КFV – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку.

Коэффициент динамичности КFV определяем по формуле:

КFV = 1 + (WFV/Wtp)

где WFV – уделная окружная динамическая сила;

Wtp – удельная расчетная сила, Wtp =55,68 Н·мм.

Определяем удельную окружную динамическую силу:

Здесь, δF – коэффициент учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев, по [1, с.68] δF = 0,16;

g0 – коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса, по таблице [1, с.66] g0 = 8,2.

Тогда, коэффициент динамичности:

КFV = 1 + (43,22 / 55,68) = 1,78

Коэффициент нагрузки при изгибе:

КF = 1,07 ∙ 1,78 = 1,9

  Для проверки по напряжению изгиба зубьев, определяем элемент зацепления, имеющий меньшую прочность:

для шестерни ;

для колеса .

В данном случае более слабым элементом являются зубья колеса.

Определяем максимальные напряжения изгиба для зубчатого колеса:

Условие прочности, выполнено. Степень недогрузки – 61%.

Значительная недогрузка зубьев по напряжениям изгиба допустима. В передачах данного типа решающее значение имеет не прочность зубьев на изгиб, а их контактная выносливость.

Усилия в зубчатом зацеплении

В прямозубой передаче (рис. 4.1) в зоне зацепления действует нормальная сила Fn, которая направлена по линии зацепления NN. Эту силу раскладывают на составляющие: окружную силу Ft и радиальную Fr.

Окружная сила была определена в главе 4.1 - Ft = 3953 Н.

Радиальную силу можно определить как:

Fr = Ft · tgα,

где α – угол профиля зуба, α = 7,6°.

Fr = 3953 · tg7,6° = 1439 Н

Рисунок 4.1 – Схема сил, действующих в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи

Параметры зубчатой передачи

В результате выполненных расчетов получены следующие параметры цилиндрической прямозубой передачи:

- межосевое расстояние  аw = 224 мм;

- делительные диаметры:

   шестерни d1 = 128 мм;

   колеса d2 = 37,6 мм;

- ширина шестерни b1 = 75 мм;

   колеса b2 = 71 мм;

- модуль зубчатых колес mn =4 мм;

- фактическая окружная скорость V = 3,48 м/с;

- вращающие моменты:

   на быстроходном валу T1 = 271,6 Н·м;

   на тихоходном валу T2 = 632,5 Н·м;

- силы в зацеплении

   окружная Ft = 3953 Н;

   радиальная Fr = 1439 Н.

Приведенные данные являются исходными для проведения предварительной компоновки редуктора.

РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

В данной главе индексы при параметрах цепной передачи будем записывать: 1 – для ведущей звездочки, 2 – для ведомой звездочки. На рисунке 5.1 представлена схема цепной передачи.