Расчёт зубчатых и червячных передач (стр. 6 из 9)
(4.24)dН – расчётное напряжение (см. п. 4.11), МПа; [d]Нmax – максимальное допускаемое напряжение (табл. 3.2), МПа; Т2 – номинальный крутящий момент на валу колеса, рассчитываемой передачи (см. п. 2.3), МПа; Т2пик – пиковый крутящий момент на колесе рассчитываемой передачи при пуске двигателя. В заданиях на курсовой проект по деталям машин кратковременным пиковым крутящим моментом является максимальный момент, развиваемый асинхронным электродвигателем при пуске установки.
(4.26)где
- пиковый крутящий момент, развиваемый двигателем при пуске; U и h - передаточное число и К.П.Д. ступеней, через которые передаётся движение от электродвигателя к валу рассчитываемой зубчатой пары; 
- значение отношения берут из справочников по электродвигателю.4.13.1 Максимальное напряжение изгиба в зубьях зубчатых колёс
При действии кратковременных перегрузок зубья проверяют на пластическую деформацию и хрупкий излом при изгибе от максимальной нагрузки.
, МПа (4.27)dF – расчётное напряжение (см. п. 4.12), [d]Fmax – максимальное допускаемое напряжение (табл. 3.2), МПа.
4.14 Силы, действующие в зацеплении
Окружная сила:
, Н (4.28)где Т2 – в Н´м; d2 – в мм.
Радиальная сила:
Прямозубые колёса:
, Н (4.29)Косозубые и шевронные колёса:
, Н (4.30)Осевая сила:
, Н (4.31)5. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА ОТКРЫТЫХ ЦИЛЛИНДРИЧЕСКИХ (КОНИЧЕСКИХ) ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
Открытые цилиндрические (конические) передачи выполняют только прямозубыми и применяют при v£2 м/с. Степень точности их изготовления по нормам плавности контакта обычно 9-ая по ГОСТ 1643-72 (ГОСТ СЭВ 186-75).
Основные размеры передач aw, de1, de2 и в2 выполняют из расчёта на контактную прочность, при расчёте принимают допускаемые напряжения [d]Н=dНeimb и [d]F=dFeimb. Коэффициенты, учитывающие динамическую нагрузку в зацеплении, КНv=КFv=1. Коэффициенты КНb и КFb определяют соответственно по табл. 3.6 и табл. 3.9. При любой твёрдости рабочих поверхностей зубьев открытые передачи считаются прирабатывающимися. Учитывая повышенный износ зубьев открытых передач, значение модуля рекомендуется принимать в 1,5¸2 раза большим, чем для закрытых передач тех же размеров.
6. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ ЗАКРЫТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ С ПРЯМЫМИ И С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ ПРИ bm=35°
6.1 Предварительное значение диаметра внешней делительной окружности колеса
, мм (6.1)где Т2 – номинальный крутящий момент на валу колеса, рассчитываемой передачи (см. п. 2.3), Н´м; U – принятое передаточное число (см. п. 2.2); КНb - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца (см. п. 4.1); КНv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении (см. п. 4.1); [d]Н – расчётное допускаемое контактное напряжение (см. п. 3.2), МПа; uн – коэффициент, учитывающий вид конической передачи при расчёте на контактную выносливость; принимают:
а) для конических зубчатых колёс с прямыми зубьями и линейным контактом uн=0,85;
б) для конических зубчатых колёс с круговыми зубьями по табл. 6.1.
Таблица 6.1
Коэффициенты uн и uF для расчёта конических колёс с круговыми зубьями
| u | Термообработка зубьев | ||
| У1+У2 | ТВЧ1+У2; З1+У2; Ц1+У2 | ТВЧ1+ТВЧ2; З1+З2; Ц1+Ц2 | |
| uн | 1,22+0,21´U | 1,13+0,13´U | 0,81+0,15´U |
| uF | 0,94+0,8´U | 0,85+0,048´U | 0,65+,11´U |
Здесь У – улучшение, З – объемная закалка, Ц – цементация, ТВЧ – поверхностная закалка токами высокой частоты.
Полученное значение d'e2 округляют до ближайшего de2 по ГОСТ 12289-76:
50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (225); 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630.
6.2 Предварительное значение диаметра внешней делительной окружности шестерни:
(6.2)6.3 Число зубьев шестерни
Предварительное значение числа зубьев шестерни z'1для прямозубых колёс определяют по формуле:
(6.3)и для колёс с круговыми зубьями:
(6.4)Далее предварительное значение числа зубьев уточняют в соответствии с табл. 6.2 и округляют до целого числа.
Значение чисел зубьев z1 шестерни не должно быть менее приведённого в табл. 6.3.
Таблица 6.2
Рекомендуемые числа зубьев
| Зубчатый элемент | Твёрдость рабочих поверхностей зубьев | Значение z1 |
| Шестерня | ³HRC 45 | z1=z'1 |
| Колесо | ||
| Шестерня | ³HRC 45£HB 350 | z1=1,3´z'1 |
| Колесо | ||
| Шестерня | <HB 350 | z1=1,6´z'1 |
| Колесо |
Таблица 6.3
Рекомендуемые числа зубьев
| Передаточное число | Прямозубые колёса | Колёса с круговыми зубьями |
| 1,0 | 17 | 17 |
| 1,15 | 16 | 16 |
| 1,3 | 15 | 15 |
| 1,4 | 14 | 14 |
| 1,6 | 14 | 13 |
| 2,0 | 13 | 12 |
| 2,5 | 12 | 11 |
| 3,15 | 12 | 10 |
6.4 Число зубьев колеса
(6.5)Значения z2 округляют до целого числа.
6.5 Фактическое значение передаточного числа
(6.6)Значение U вычисляют с точностью не ниже 0,0001, т.к. оно определяет углы d при вершинах начальных конусов, которые должны быть вычислены с точностью не ниже 10". Для силовых передач окончательное значение U не должно отличаться от заданного более чем на 4%.
6.6 Углы делительных конусов
Колеса:
.Шестерни:
.6.7 Внешний окружной модуль
Прямозубые колёса
Колёса с круговыми зубьями
Значения внешнего окружного модуля разрешается не округлять до стандартного по СТ СЭВ 310-76, так как одним и тем же режущим инструментом можно нарезать колёса с различными модулями, лежащими в некотором непрерывном интервале значений. Точность вычислений me и mte не ниже 0,0001. Принимать внешний окружной модуль для силовых зубчатых передач менее 1,5 мм нежелательно.
6.8 Окончательное значение диаметра внешней делительной окружности шестерни
Точность расчёта 0,001 мм.
Прямозубые колёса
Колёса с круговыми зубьями
6.9 Внешнее конусное расстояние
(6.10)Значение Re не округляют.
6.10 Ширина зубчатых венцов колёс
(6.11)Полученные значения округляют до целого числа.
6.11 Коэффициент смещения инструмента х1 (для шестерни) и х2 (для колеса)
Значение коэффициента смещения инструмента для шестерни находят по соответствующей типу передачи таблице: для прямозубой шестерни значения хе1 по табл. 6.4; для шестерни с круговыми зубьями значения хп1 по табл. 6.5.