4. Розрахунок зубчастої передачі

Для передачі приймаємо евольвентне зачеплення без зміщення.

= 2 – передаточне число циліндричної передачі.

Крутний момент, який передається колесом

.

Крутний момент на шестерні

.

Задаючись кількістю зубців шестерні , визначаємо

.

Розрахунок на міцність для закритої циліндричної зубчастої передачі згідно з ГОСТ 21354-75 проводиться за формулою

,

де – додатковий коефіцієнт (для прямозубої передачі = 770),

= 1,4 Н·м – крутний момент на шестерні;

= 1,1 – коефіцієнт нерівномірності навантаження;

– коефіцієнт довжини зубця;

– допустиме контактне напруження.

Всі коефіцієнти приймаються згідно з рекомендаціями [2].

Приймаємо для несиметричного розташування зубчастих коліс відносно опор  = 0,15.

.

Матеріали:

для шестерні – сталь У8, об’ємне гартування

,

для зубчастого колеса – сталь 35, нормалізація

Границя контактної витривалості поверхонь зубців:

(МПа), .

,

,

,

(МПа)

(МПа), .

,

(об/хв).

,

(МПа)

Вибираємо менше граничне значення (МПа).

(мм).

Приймаємо модуль зубців рівний 1:

Уточнюємо діаметр початкового кола (мм).

Ширина зубчастого вінця (мм).

Приймаємо мм для шестерні, мм для колеса.

Перевірний розрахунок на мiцнiсть :

Коефіцієнт форми зубця вибираємо з таблиці залежно від ; =0.9

= 1; .

Oтже, зубці передачі задовольняють умові міцності на згин.

Перевіряємо зубці на пластичну деформацію або крихкий злам при згині від дії короткочасного перевантаження.

Максимально допустиме напруження для зубців колеса: МПа.

= 1.7 – вибираємо з таблиці 14 [2].

МПа.

МПа.

,

Отже, і при короткочасному перевантаженні зубці передачі мають достатній запас міцності на згин.

Визначаємо геометричні розміри зубчастих коліс:

Висота головки зуба h = h  m = 11 = 1 (мм).

Висота ніжки зуба h = (h +c )m = (1+0.25)1= 1,25(мм).

Діаметри початкового кола d = 17 (мм) для шестерні.

d = m z₂= 1 34 = 34 (мм) для колеса.

Діаметри кіл вершин і западин d = d +2 h = 17 + 2 1= 19 (мм).

d = d +2 h = 34 + 2 1= 36 (мм).

d = d – 2 h = 17 – 2 1,25 = 14,5 (мм).

d = d – 2 h = 140 – 2 1,25 = 65,5 (мм).

Міжосьова відстань (мм).

де h – коефіцієнт висоти головки зуба;

c – коефіцієнт радіального зазору , при 1 > m c = 0,25.

Кутові швидкості валів:

(рад/с),

(рад/с).

Зусилля, діючі в зачепленні прямозубої циліндричної зубчастої передачі

В першому наближенні, сила F, що діє на зуб напрямлена уздовж лінії зачеплення під кутом = 20 є = + ,

де F - розрахункова колова сила (перпендикулярна осі зуба і викликає його згин);

F = (Н);

- радіальна (розпірна) сила (напрямлена по осі зуба до центра колеса, викликає стиск зуба);

= F  tg = 15,30.36 = 5,5 (Н).

Результати розрахунків зводимо у таблицю 2.

Таблиця 2

Основні параметри прямозубої циліндричної передачі

Найменування параметру	Позначення	Одиниця вимірювання	Кількісне значення
Кутова швидкість вала: –ведучого –веденого		рад/с	141,6 4,19
Номінальний момент на валі: –ведучому –веденому	Т1 Т2	Нм	0,14 3,9
Ступінь точності передачі	–	–	8
Матеріал: –шестерні –колеса	–	–	СтальУ8 Сталь35
Міжосьова відстань		мм	25,5
Кількість зубців шестерні		–	17
Кількість зубців колеса		–	34
Модуль нормальний		мм	1
Ділильний діаметр шестерні		мм	17
Діаметр кола вершин шестерні		мм	19
Діаметр кола западин шестерні		мм	14,5
Ділильний діаметр колеса		мм	68
Діаметр кола вершин колеса		мм	36
Діаметр кола западин колеса		мм	65,5
Ширина зубчастого вінця шестерні		мм	6,7
Ширина зубчастого вінця колеса		мм	6,7
Сили, що діють в зачепленні: –колова –радіальна –осьова		Н	15,3 5,5 0