Расчет быстроходной конической зубчатой передачи
1. ВЫБОР ТВЕРДОСТИ, ТЕРМООБРАБОТКИ И МАТЕРИАЛА КОЛЕС
Для равномерного износа зубьев колеса и шестерни передачи, а также для лучшей прирабатываемости, принимаем твердость шестерни несколько большую, чем твердость колеса:
для
колеса: сталь 35, нормализованая, твердость
зубьев
;
[МПа]
для
шестерни: сталь 45, нормализованая,
твердость зубьев
;
[МПа]
2. ДОПУСКАЕМЫЕ КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
-
допускаемые контактные напряжения,
здесь:
=
[МПа]
- предел контактной выносливости зубьев
шестерни;
=
[МПа]
- предел контактной выносливости зубьев
колеса;
-
коэффициент безопасности для случаев
термоулучшения;
-
коэффициент долговечности при переменной
нагрузке
-
базовое число циклов нагружений;
=
;
=
-
базовое число циклов нагружений в
соответствии с заданной диаграммой
нагрузки, здесь
[час] - ресурс работы редуктора;
=
=
=
=
=
; принимаем
=
; принимаем
=
[МПа];
=
[МПа].
Окончательно
принимаем: 
[МПа].
3. ДОПУСКАЕМЫЕ ИЗГИБНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
-
допускаемые изгибные напряжения, здесь:
[МПа]
- базовый предел выносливости;
=
[МПа];
=
[МПа];
-
коэффициент безопасности для случаев
нормализации и улучшения;
-
коэффициент, учитывающий влияние
двустороннего приложения нагрузки, в
нашем случае - нагрузка односторонняя;
-
коэффициент долговечности при HB < 350;
-
базовое число циклов нагружений
-
число циклов нагружений в соответствии
с заданной диаграммой нагрузки, здесь
[час] - ресурс работы редуктора;
=
=
=
=
=
,
принимаем
=
,
принимаем
=
[МПа];
=
[МПа];
Принимаем
[МПа].
3. ДИАМЕТР ВНЕШНЕЙ ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ОКРУЖНОСТИ КОЛЕСА
,
[
]
, здесь:
-
коэффициент, учитывающий внутреннюю
динамику нагружения;
-
коэффициент ширины;
-
коэффициент неравномерности распределения
нагрузки по длине контактных линий;
-
передаточное число передачи;
[
]
- крутящий момент на колесе;
-
коэффициент формы зубьев для прямозубых
колес;
[МПа]
- допускаемые контактные напряжения.
=
[
]
4. УГЛЫ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ КОНУСОВ, КОНУСНОЕ РАССТОЯНИЕ И ШИРИНА КОЛЕС
=
[рад]
=
-
угол делительного конуса колеса;
=
,
[рад]
- угол делительного конуса шестерни;
=
[мм]
- конусное расстояние.
Ширина
колес составляет:
=
[мм].
Принимаем
[мм].
5. МОДУЛЬ ПЕРЕДАЧИ
,
здесь
- т.к. зубья полностью прирабатываются
при
НB < 350 НВ. Далее:
;
;
.
=
[мм].
Принимаем
[мм]
6. ЧИСЛО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ И КОЛЕСА
=
-
число зубьев колеса. Принимаем
.
=
-
число зубьев шестерни. Принимаем
.
7. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ КОЛЕСА И ШЕСТЕРНИ
= [рад] = - угол делительного конуса колеса;
= , [рад] - угол делительного конуса шестерни;
=
[мм]
- делительный диаметр шестерни;
=
[мм]
- делительный диаметр колеса;
=
[мм]
- средний диаметр шестерни;
=
[мм]
- средний диаметр колеса;
=
[мм]
- коэфф-т смещения;
,
.
=
=
[мм]
- внешний диаметр шестерни;
=
=
[мм]
- внешний диаметр колеса;
8. СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ
=
[Н]
- окружная сила на среднем диаметре
колеса;
=
[Н]
- радиальная осевая сила на шестерне,
равная осевой силе на колесе:
;
=
[Н]
- осевая сила на шестерне, равная
радиальной силе на колесе:
9. ПРОВЕРКА ЗУБЬЕВ КОЛЕС ПО ИЗГИБНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ
Принимаем:
;
;
;
;
.
Расчетное контактное напряжение составляет:
в зубьях колеса:
=
[МПа]
<
[МПа]
в зубьях шестерни:
=
[МПа]
<
[МПа]
Условие прочности выполнятся
12. ПРОВЕРКА ЗУБЬЕВ КОЛЕС ПО КОНТАКТНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ
Принимаем:
;
;
,
.
=
=
[МПа]
<
[МПа]
Условие прочности выполняется.