5. Расчет силовых параметров в зубчатых передачах.

5.1. Моменты сил, передаваемые соседними валами связаны соотно­шением:

Рисунок 5.1

, (5.1)

где Т_I и Т_II - моменты сил на валах I и II соответственно,

i_I-II - передаточное отношение между валом I и II;

η_1-2 - КПД зубчатой пары при передаче мощности от колеса 1 к колесу.

Аналогичное соотношение связывает моменты сил любых

двух соседних валов. Связь между моментами входного вала I и выходного вала IV (рисунок.5.1) определяется формулой:

, (5.2)

где Т_IV - момент сил на вале IV;

i_I-II,,i_II-III,i_III-IV - передаточные отношения между соседними валами,

η_1-2, η_3-4, η_5-6, - КПД зубчатых пар

5..2. Формулы для определения усилий в зацеплении зубчатых колес приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Усилия в зацеплениях зубчатых колес.

Вид зубчатой пере­дачи	Усилие, Н
	Окружное	радиальное		осевое		нормальное
Цилиндрическая, прямозубая				-
Коническая прямозубая
Червячная цилиндрическая
Примечание: В формулах T1 и Т2, Н·м - моменты сил на ведущем и ведомом колесе соответственно; Диаметры d 1 и d2 в мм; в формулах для червячных пере­дач верхний знак - при ведущем червяке, нижний - при ведущем коле­се, φТ - приведенный угол трения профилей в червячной паре: φТ = arctgfпр.

Значения приведенного коэффициента трения f_пp и соответствующие им значения углов трения φ_Т зависят от скорости относительного скольжения:

, (5.4)

где n₁ - частота вращения червяка, об/мин.

Значения fпр и φ_Т приведены в таблице 5.2

Таблица 5.2

vs, м/с	fпр	φТ, (…˚)	vs, м/с	fпр	φТ, (…˚)
0,01	0,11…0.12	6,3…6,8	1,5	0,0400,050	2,3…2,9
0,1	0,08…0.09	4,5…5,2	2,0	0,035…0,045	2,0…2,6
0,25	0,063…0,075	3,7…4,3	2,5	0,030…0,040	1,7…2,3
0,5	0,055…0,065	3,2…3,7	3,0	0,028…0,035	1,6…2,0
1,0	0,045…0,055	2,6…3,2	4,0	0,023…0,030	1,3…1,7

5.3. Определение кпд

Формулы для определения КПД приведены в таблице 5.З

Таблица 5.З

Вид зубчатой передачи		Расчетная формула		Коэффициент нагрузки
Цилиндрическая прямозубая
Коническая прямозубая
Червячная цилиндрическая при ведущем:	Червяке
	колесе
Примечание: В формулах: для цилиндрических и конических зубчатых передач: f - коэффициент трения на поверхностях профилей зубьев. Ориенти­ровочные значения f зависят от сочетания материалов колес в зубчатой паре и приведены ниже: Закаленная сталь по закаленной стали 0,06 Сталь по стали 0,05…0,1 Сталь uo бронзе, бронза по бронзе 0,07…0,1 Сталь но текстолиту 0,12 Сталь по полимерным материалам 0,06…0,1

5.4 Реакции в опорах

При работе механизмов в опорах валов зубчатых передач возника­ют реакции, значения которых зависят от вида передачи, усилий в зацеплениях зубчатых пар и расположения зубчатых колес относительно опор.

1. Опоры валов прямозубых передач внешнего зацепления.

Возможны три варианта расположения колес относительно опор: в пролете (рисунок5.2а), консольное (рисунок 5.2б), комбинированное (рисунок 5.2в).

а б в

Рисунок 5.2

Hагpyзкa в опорах при расположении колес по рисунку 5.2,а:

Номер опоры	Радиальная нагрузка, Н
I
II
III
IV
V
VI

Нагрузки в опорах при расположении колес по рисунку 5.2,б:

Номер опоры	Радиальная нагрузка, Н
I
II
III
IV
V
VI

Нагрузки в опорах при расположении колес по рисунку 5.2,в:
Номер опоры	Радиальная нагрузка, Н
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII