Проектный расчет цилиндрических зубчатых передач

 

Проектный расчет выполняется по допускаемым контактным напряжениям с целью определения геометрических параметров зубчатой пары. В процессе проектного расчета задаются целым рядом табличных величин и коэффициентов. Значения некоторых расчетных величин округляют до целых или стандартных значений. В поиске оптимальных решений приходится неоднократно делать

пересчеты. Поэтому после окончательного определения параметров зацепления выполняют проверочный расчет. Он должен подтвердить правильность выбора табличных величин, коэффициентов и полученных результатов в проектном расчете, а также определить соотношения между расчетными и допускаемыми напряжениями изгибной и контактной выносливости. При неудовлетворительных

результатах проверочного расчета нужно изменить параметры передачи и повторить проверку.

Проектный и проверочный расчеты выполняются раздельно для быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.

4.4.1 Определить главный параметр – межосевое расстояние а_W, мм.

 

Предварительно межосевое расстояние определяем по формуле:

 

 

где К_а – вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач К_а = 43, для прямозубых К_а = 49, 5;

- коэффициент ширины венца колеса, равный для колеса, расположенного симметрично относительно опор в проектируемых редукторах и для колеса, консольно расположенного относительно опор;

u – передаточное число ступени редуктора;

Т₂ – вращающий момент на валу, несущем колесо, Н/м;

[σ ]_Н – допускаемое контактное напряжение зубьев колеса или среднее допускаемое контактное напряжение;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев = 1.

Полученное значение a_W округлить до ближайшего значения из стандартного ряда R_a20 (ГОСТ 6636 – 69).

4.4.2 Определить модуль зацепления m, мм.

 

 

где К_m – вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач К_m = 5, 8, для прямозубых К_m = 6, 8;

- делительный диаметр колеса, мм;

- ширина венца колеса;

[σ ]_F2 – допускаемое напряжение изгиба материала колеса, Н/мм²;

Полученное значение модуля округлить в большую сторону до ближайшего значения стандартного ряда.

 

Таблица 9 – Стандартные значения модулей

m, мм	1-й ряд	1, 0	1, 5		2, 5
2-й ряд	1, 25	1, 75	2, 25	2, 75	3, 5	4, 5	5, 5

 

При выборе модуля 1-й ряд следует предпочитать второму.

В силовых зубчатых передачах при твердости колес Н < 350 НВ принять т> 1мм; при твердости одного из колес Н> 45 HRC принять m> 1, 5 мм.

В открытых передачах расчетное значение модуля т увеличить на 30% из-за повышенного изнашивания зубьев.

 

4.4.3 Определить угол наклона зубьев _min для косозубых передач

 

 

Угол наклона зубьев принимают в диапазоне , но из-за роста осевых сил F_a в зацеплении желательно получить его меньшие значения, варьируя величиной модуля m и шириной колеса b₂.

 

4.4.4 Определить суммарное число зубьев шестерни и колеса:

 

- для прямозубого колеса ;

- для косозубого колеса

Полученное значение округлить в меньшую сторону до целого числа.

 

4.4.5 Уточнить действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач:

 

 

Точность вычисления угла до пятого знака после запятой.

 

4.4.6 Определить число зубьев шестерни и колеса:

 

 

Значение z₁ округлить до ближайшего целого числа. Из условий уменьшения шума и отсутствия подрезания ножки зуба рекомендуется .

Число зубьев колеса:

 

 

4.4.7 Определить фактическое передаточное число u_Ф и проверить его отклонение от исходного u:

 

 

При невыполнении нормы отклонения передаточного числа пересчитать z₁ и z₂.

 

4.4.8 Определить фактическое межосевое расстояние:

 

- для прямозубых передач

 

- для косозубых передач

4.4.9 Определить фактические основные геометрические параметры передачи, мм.

Параметр	Шестерня	Колесо
Прямозубая	Косозубая	Прямозубое	Косозубое
Диаметр	Делительный
Вершин зубьев
Впадин зубьев
Ширина венца

 

Дальнейшие расчеты и конструирование ведутся по фактическим параметрам передачи.

Точность вычисления делительных диаметров шестерен и колес до 0, 01 значения ширины зубчатых венцов округляют до целого значения стандартного ряда Ra20 ГОСТ6636 – 69.

 

4.4.10 Определить контактные напряжения σ _Н, Н/мм²:

 

 

где К – вспомогательный коэффициент:

- для прямозубых передач К = 436;

- для косозубых передач К = 376;

- окружная сила в зацеплении, Н;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес = 1. Для косозубых - определяется по графику, рисунок 3, в зависимости от окружной скорости колес и степени точности передачи (таблица 10);

 

Таблица 10 – Степени точности зубчатых передач

Степень точности	Окружные скорости V2, м/с, вращения колес
Прямозубые	Непрямозубые
Цилиндрические	Конические	Цилиндрические	Конические
	До 15	До 12	До 30	До 20
	До 10	До 8	До 15	До 10
	До 6	До 4	До 10	До 7
	До 2	До 1, 5	До 4	До 3

 

Рисунок 3 – График для определения коэффициента по кривым степени точности

 

- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи (таблица 11).

 

Таблица 11 – Значения коэффициентов и при

Степень точности	Коэффициент	Окружная скорость V, м/с
		1, 03	1, 06	1, 12	1, 17	1, 23	1, 28
1, 01	1, 02	1, 03	1, 04	1, 06	1, 07
	1, 06	1, 13	1, 26	1, 40	1, 58	1, 67
1, 02	1, 05	1, 10	1, 15	1, 20	1, 25
		1, 04	1, 07	1, 14	1, 21	1, 29	1, 36
1, 02	1, 03	1, 05	1, 06	1, 07	1, 08
	1, 08	1, 16	1, 33	1, 50	1, 67	1, 80
1, 03	1, 06	1, 11	1, 16	1, 22	1, 27
		1, 04	1, 08	1, 16	1, 24	1, 32	1, 4
1, 01	1, 02	1, 04	1, 06	1, 07	1, 08
	1, 10	1, 20	1, 38	1, 58	1, 78	1, 96
1, 03	1, 06	1, 11	1, 17	1, 23	1, 29
		1, 05	1, 10	1, 20	1, 30	1, 40	1, 50
1, 01	1, 03	1, 05	1, 07	1, 09	1, 12
	1, 13	1, 28	1, 50	1, 77	1, 98	2, 25
1, 04	1, 07	1, 14	1, 21	1, 28	1, 35
Примечание. В числителе приведены данные для прямозубых колес, а в знаменателе – для косозубых колес и колес с круговыми зубьями.

 

Допускаемая недогрузка передачи (σ < [σ ]_Н) не более 10% и перегрузка (σ > [σ ]_Н) до 5%. Если это условие прочности не выполняется, то следует изменить ширину венца колеса b₂. Если эта мера не даст результата, то либо надо увеличить межосевое расстояние, либо принять другие материалы колес или термообработку, пересчитать допускаемые контактные напряжения и повторить все расчеты передачи.

Фактическую недогрузку или перегрузку передачи можно определить по формуле:

 

 

Со знаком « - » - недогрузка передачи, а со знаком « + » - перегрузка.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: