5. Проектный расчет зубчатых передач на контактную выносливость

Проектный расчет заключается в определении диаметра начального цилиндра шестерни d₁ и межосевого расстояния α_w для прямозубых, косозубых и шевронных передач. Из уравнения (2.5) выразим отношение

т.к. . (табл.5).

Подставив полученное выражение в уравнение (2.5), получим:

Z_H Z_M Z_ε

. (2.7)

Рекомендуемые значения Таблица 5

Расположение колеса относительно опор	Твердость рабочей поверхности зуба
Симметричное	0,8…1,5	0,4…0,9
Несимметричное	0,6…1,2	0,3…0,6
Консольное	0,3…0,4	0,2…0,25

Примечание: Большие значения – для постоянных и близких к ним нагрузок; для жестких конструкций валов и опор.

Преобразуя выражение (2.7), находим формулу для определения мм.

или, подставив значение T₂, момента на колесе, получим проектную формулу определения диаметра шестерни:

мм. (2.8)

Коэффициент К_d=675 для косозубых и шевронных передач и К_d=770 для прямозубых передач.

Введя в формулу коэффициент относительной ширины венца колеса (табл.6), и для , определим межосевое расстояние . Зная крутящий момент Т₁, геометрические параметры зубчатой передачи , найдем .

Используя приведенные выражения, получим ориентировочное значение межосевого расстояния:

мм , (2.9)

где К_а=450 для прямозубых и К_а=410 для косозубых передач.

5. Ширина зубчатого венца.

Коэффициент ширины зубчатого венца регламентируется ГОСТ 2185-66. Для цилиндрических передач рекомендуется выбирать в зависимости от твердости колес и расположения колес относительно опор вала (табл.6).

При выборе коэффициента следует учитывать то, что при меньшей ширине колес погрешности изготовления и сборки менее сказываются, чем при широких колесах.

В косозубых передачах угол наклона .

Таблица 6

Ширину b₁ и b₂ принимают из рядов стандартных размеров R_a5 или R_a10 (ГОСТ 6636 – 69).

Глава 3. Расчет цилиндрических зубчатых передач на изгибную выносливость

3.1. Эквивалентные (приведенные) цилиндрические зубчатые колёса

При расчете на контактную и изгибную прочность косозубые колеса заменяют эквивалентными колесами (рис.13).

Рис. 13. Схема приведения колеса с косыми зубьями

к эквивалентному колесу с прямыми зубьями

В прямозубой передаче направление зуба перпендикулярно торцевой плоскости колеса. Для того, чтобы косозубое колесо было геометрически подобно прямозубому, должно выполняться условие перпендикулярности зуба торцевой поверхности колеса. Получить такое эквивалентное прямозубое колесо можно, если рассечь косозубое колесо плоскостью нормально к направлению зуба. При этом сечение будет иметь эллиптическую форму.

В нормальной плоскости n-n профиль зуба косозубого колеса соответствует профилю эквивалентного прямозубого колеса с диаметром колеса (рис.13). Радиусом описанной окружности эквивалентного прямозубого колеса является , где –

большая полуось эллипса, – малая. Таким образом, радиус кривизны эллипса в направлении малой полуоси и соответствует радиусу . В свою очередь диаметр эквивалентного прямозубого колеса , где - эквивалентное число зубьев. Продолжая далее , получим:

Таким образом, эквивалентное число зубьев равно числу зубьев прямозубого колеса с радиусом начального цилиндра при модуле m_n.

Поэтому, при вычислении коэффициента формы зуба Y_F для косозубых колес (см.ниже) следует заменить числа зубьев , на эквивалентные - .