Основы расчета на прочность

Зуб имеет переменную высоту и ширину, поэтому нагрузка на зуб по всей его длине распределяется неравномерно, поэтому нагрузочная способность передачи конической ниже на 15%, по сравнению с прямозубыми цилиндрическими передачами.

Расчет на прочность выполняют по среднему сечению. В этом сечении конические зубчатые колеса заменяют эквивалентными цилиндрическими колесами. Эквивалентные колеса получают разверткой дополнительного конуса на плоскость (в среднем сечении). В среднем сечении восстанавливают перпендикуляр до пересечения с осями.

радиусы эквивалентных цилиндрических зубчатых колес.

- половина угла дополнительного конуса для 2 колеса.

Расчет не прочность выполняют по теоретическим зависимостям для эквивалентных цилиндрических колес по методике для прямозубых цилиндрических передач.

Изменение размеров учитывают соответствующими элементарными зависимостями:

z – реальное число зубьев.

- половина угла начального конуса.

Zv – эквивалентное число зубьев.

По выбираем коэффициент прочности зубьев при расчете на изгиб по таблицам, известным для прямозубых цилиндрических передач.

Конические зубчатые колеса рассчитывают как цилиндрические:

1. На изгиб для предотвращения поломки зуба

2. На контактную прочность для предотвращения усталостного выкрашивания поверхностных слоев зубьев.

Инженерные зависимости для расчета конических зубчатых передач закрытых.

Это проектировочная задача.

Для проверочной задачи мы определяем

Проверка зубчатой передачи выполняется по напряжениям изгиба.

- это проверочная формула для закрытой передачи.

Если условия прочности выполняются, то мы выполняем геометрический расчет.

Конические зубчатые передачи проверяют на контактную выносливость.

K _HV – коэффициент динамической нагрузки.

- учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контакта.

Для шестерни:

Для проектного расчета определяется модуль.

K_F – коэффициент нагрузки при расчёте на изгиб, принимают так же, как цилиндрические.

KН - коэффициент нагрузки на контактную выносливость.

Т2 – момент на ведущем звене.

YF2 – коэффициент формы зуба.

; (8-10)

K_F – коэффициент нагрузки при расчёте на изгиб, принимают так же, как цилиндрические.

Y_F – коэффициент формы зуба, определяется по эквивалентному числу зубьев.

m_te – окружность (тор.) внешний модуль, т.е торцевого внешнего сечения;

b – ширина зубчатого венца.

В формуле (2) m_te – для круговых зубьев:

Для прямых зубьев

Примечание: Зная .

Расчётное напряжение зуба шестерни

y_F1 и определяются аналогично этих параметров для колеса

Запомнить

Расчёт проводят по той зубчатке, у которой

Для проектного расчёта определяют m_te – модуль внешней окружности по формуле:

- принимают 8÷10, как в цилиндрических передачах для круговых колёс (m>1,5мм). Напряжение на контактную выносливость проводим

k_H- коэффициент нагрузки при расчёте на контактную прочность, определяется как цилиндрическая передача.

- допускаемое напряжение рассчитывают по зависимости для цилиндрических передач.

- коэффициент, учитывающий вид конической передачи. ( для прямозубых)

Если передача выполняется с отношением длины зуба к внешнему конусному расстоянию , то используют более простую зависимость:

При проектном расчёте определяют предварительное значение диаметра внешней делительное окружности колеса:

При U ≤ 5 и среднем значении – коэффициент ширины зубчатого колеса по внешнему конусному расстоянию.

где - номинальный круговой момент на валу колеса.

V_F=V_H =0,85 (коэффициент учитывает вид конической передачи для конических зубчатых колёс с прямыми зубьями, снижение нагрузочной способности)

Зубья конических колёс по признаку изменения размеров сечений на длине выполняют трёх форм.

1. Нормально понижающиеся зубья. В центре вершины конусов выступов и впадин зуба совпадают (вершины 3х конусов совпадают в точке пересечений осей). Изменяются и по толщине и по высоте пропорционально от центра по делительному диаметру. Применяют их для изготовления косозубых и прямозубых колёс.

2. Ширина дна впадин постоянна, толщина зуба пропорциональна расстоянию от вершин изменяется. Применяют для передач с круговыми зубьями.

3. Равновысокие зубья – одинаковые по высоте образующие конусов вершин и впадин параллельны и в центре не пересекаются. Для передач с круговыми зубьями и числом зубьев z>100