2. Расчет конической передачи
Исходные данные для расчета:
- вращающий момент
на быстроходном валу редуктора
(вал-шестерня);
- вращающий момент
на тихоходном валу редуктора (вал
зубчатого колеса);
- угловая скорость
зубчатого колеса;
- передаточное
число конической передачи.
2.1. Выбор материала шестерни и колеса
С целью равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твердость шестерни НВ1 следует выбрать больше твердости колеса НВ2. Материал принимаем одинаковый для шестерни и колеса.
По таблице 3.2 [2]
при мощности
выбираем:
- для шестерни
сталь 40Х, термообработка – улучшение,
твердость – 286 НВ
(
).
Механические характеристики материала:
предел прочности
,
предел текучести
,
предел выносливости
;
- для колеса сталь
40Х, термообработка – улучшение, твердость
– 248 НВ
(
).
Механические характеристики: предел
прочности
,
предел текучести
,
предел выносливости
.
2.2. Определение допускаемых напряжений.
Допускаемые контактные напряжения
Здесь
–
предел контактной выносливости при
базовом числе циклов; при твердости
Для шестерни
Для колеса
КHL – коэффициент долговечности; при длительной эксплуатации КHL= 1,0;
[SН] – коэффициент безопасности; для улучшенной стали [SН] = 1,1…1,2, принимаем [SН] = 1,15.
Тогда допускаемые контактные напряжения будут:
для шестерни
для колеса
Для непрямозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение
При этом должно выполняться условие
Допускаемые напряжения изгиба
Здесь
–
предел выносливости при отнулевом цикле
изгиба; при твердости
по таблице 2.9 РАЗДЕЛ II.
для шестерни
для колеса
[SF] – коэффициент безопасности;
,
где
- коэффициент, учитывающий нестабильность
свойств материала зубчатых колес (см.
таблицу 2.9 РАЗДЕЛ II);
- коэффициент,
учитывающий способ получения заготовки
зубчатого колеса;
для поковок и штамповок.
Таким образом
.
Допускаемые напряжения изгиба при расчете зубьев на выносливость будут:
для шестерни
для колеса
2.3. Основные параметры конической передачи.
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца КНβ=1,35 – при консольном расположении одного из колес (см. таблицу 2.2 РАЗДЕЛ II).
Принимаем рекомендуемое значение коэффициента ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию
Для колес с круговыми
зубьями
Внешний делительный диаметр колеса
Полученное значение округляют по ГОСТ 12289-76 (в мм):
50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (225); 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600.
Предпочтительными являются значения без скобок.
Принимаем ближайшее
значение
Числа зубьев шестерни и колеса:
примем z1=
25 (рекомендуют
),
тогда z2=
z1u
=25·4=100.
Уточняем значение передаточного числа
,
отклонение от заданного 0 % (по стандарту отклонение не должно превышать 3 %).
Внешний окружной модуль
Углы делительных конусов
Внешнее конусное расстояние
Ширина венца
Округляем до b=30 мм.
Внешний делительный диаметр шестерни
Средний делительный диаметр шестерни
Рекомендуемое
значение среднего угла наклона зубьев
Средний окружной модуль зубьев
Средний нормальный модуль зубьев
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру
Средняя окружная скорость и степень точности передачи
Принимаем степень
точности передачи
.
Коэффициент радиального смещения у шестерни
Внешние диаметры вершин зубьев шестерни и колеса
Внешние диаметры впадин зубьев шестерни и колеса
