Проектный расчет конической передачи
Основной
задачей проектного расчета конической
передачи является определение внешнего
делительного диаметра
колеса.
Последовательность проектного расчета закрытой передачи
1.
Определить передаточное отношение u.
Номинальные
значения передаточных отношений (от
u = 1 до u = 6,3)
и углы делительных конусов шестерни и
колеса
и
.
2. В зависимости от условий работы передачи выбрать материалы колес, назначить термическую обработку и значения твердости рабочих поверхностей зубьев.
3.
Определить внешний
делительный диаметр колеса
из
условия контактной прочности:
,
(2)
где
коэффициент концентрации нагрузки.
Принимают 1,1…1,2.
4. Задать число зубьев шестерни z1, определить число зубьев колеса z2 Число зубьев меньшего колеса рекомендуется z1 = 18...30.
5.
Рассчитать
внешний модуль
и
средний модуль
.
6. Определить числа зубьев эквивалентных колес: zV1 и zV2:
zv1 = z1/ cosδ1, zv2 = z2/ cosδ2 и по справочным таблицам - коэффициенты формы зуба шестерни YF1 и колеса YF2.
7.
Выбрать коэффициент
длины зуба.
.
8. Произвести геометрический расчет передачи (см. табл.).
Силы в зацеплении конической передачи
Окружная сила |
Ft, |
|
Радиальная сила |
Fr |
|
Осевая сила |
Fa |
|
|
||
передаче
действует сила давления
зуба
шестерни на
зуб колеса. Эта сила для удобства расчетов
раскладывается на 3 составляющие:
окружная сила Ft,
радиальная
сила Fr
и осевая
сила Fa
(рис.4).
Рис.4. Силы в конической передаче
Расчет конических передач на контактную прочность и изгиб
Критерии работоспособности и методика расчетов на прочность конических передач аналогична расчету цилиндрических передач. При расчете на прочность прямозубых конических колес их заменяют эквивалентными прямозубыми цилиндрическими колесами с той же шириной зубчатого венца b и профилем, соответствующим среднему дополнительному конусу (среднему сечению зуба).
Однако
в действительности нагрузочная
способность прямозубой конической
передачи составляет примерно 85% от
нагрузочной способности эквивалентной
цилиндрической передачи, и это учитывается
в расчетах
коэффициентом понижения нагрузочной
способности конической передачи, равного
=0,85.
Прочность зубьев определяется зависимостями
,
(3)
где
– контактное напряжение,
– допускаемое контактное напряжение.
– напряжение
изгиба в опасном сечении зуба;
– допускаемое напряжение изгиба зуба.
Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям
Расчетные контактные напряжения
,
(4)
где Z = 462∙103 Па1/2 для стальных колес;
-
коэффициент
неравномерности нагрузки по ширине
колеса при расчёте
по контактным напряжениям;
-
коэффициент динамической нагрузки
учитывает дополнительные
динамические нагрузки;
- коэффициент
ширины (длины) зуба.