5.2.2 Проверка зубьев на прочность:
Силы в зацеплении:
окружная
,
Н;
радиальная
,
Н;
осевая
,
Н.
Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба
Расчетное напряжение изгиба:
в
29 30
,
Па;
в зубьях шестерни
,
Па,
где KFα = 1 – для прямозубых колес.
Для косозубых и шевронных колес принимают:
Степень точности
|
…… |
6 |
7 |
8 |
9 |
KFα |
…. |
0,72 |
0,81 |
0,91 |
1,0 |
Степень точности изготовления зубчатых колес принимают по таблице 5.2 в зависимости от окружной скорости колеса
,
м/с
Таблица 5.2
Степень точности изготовления |
Окружная скорость колеса V, м/с |
|||
прямозубых |
непрямозубых |
|||
цилиндри ческих |
конических |
цилиндрических |
конических |
|
6 |
до 15 |
до 12 |
до 30 |
до 20 |
7 |
до 10 |
до 8 |
до 15 |
до 10 |
8 |
до 6 |
до 4 |
до 10 |
до 7 |
9 |
до 2 |
до 1,5 |
до 4 |
до 3 |
– опытный
коэффициент, учитывающий отличие
расчетной схемы от реальных условий,
для прямозубых колес Yβ
= 1;
YF1 и YF2 – коэффициенты формы зуба, принимаются по таблице 5.3 в зависимости от числа зубьев шестерни Z1 или колеса Z2;
Таблица 5.3
Z или Zv |
YF при коэффициенте смещения инструмента х |
||||||||||
-0,5 |
-0,4 |
-0,3 |
-0,2 |
-0,1 |
0 |
+0,1 |
+0,2 |
+0,3 |
+0,4 |
+0,5 |
|
12 14 17 20 25 30 40 50 60 80 100 |
- - - - - 4,6 4,12 3,97 3,85 3,73 3,68 |
- - - - 4,6 4,32 4,02 3,88 3,79 3,70 3,67 |
- - - - 4,39 4,15 3,92 3,81 3,73 3,68 3,65 |
- - - 4,55 4,20 4,05 3,84 3,76 3,70 3,65 3,62 |
- - 4,50 4,28 4,04 3,90 3,77 3,70 3,66 3,62 3,61 |
- - 4,27 4,07 3,90 3,80 3,70 3,65 3,63 3,61 3,60 |
- 4,24 4,03 3,89 3,77 3,70 3,64 3,61 3,59 3,58 3,58 |
- 1,00 3,83 3,75 3,67 3,62 3,58 3,57 3,56 3,56 3,57 |
3,90 3,78 3,67 3,61 3,57 3,55 3,53 3,53 3,53 3,54 3,55 |
3,67 3,59 3,53 3,50 3,48 3,47 3,48 3,49 3,50 3,52 3,53 |
3,46 3,42 3,40 3,39 3,39 3,40 3,42 3,44 3,46 3,50 3,52 |
KFβ – коэффициент концентрации нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся колес (НВ <350): при постоянной нагрузке KFβ = 1; при переменной нагрузке KFβ = K0Fβ ∙ (1 – Х) + Х, где K0Fβ – начальный коэффициент концентрации нагрузки (таблица 5.4), Х – коэффициент режима (см. график нагружения). Для неприрабатывающихся колес (НВ>350) KFβ = K0Fβ.
Таблица 5.4
ψd
|
Твердость зубьев колеса, НВ |
Коэффициент K0Fβ для варианта расположения колеса |
|||||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 |
Вариант 7 |
Вариант 8 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
0,4 |
≤350 >350 |
2,01 1,53 |
1,67 1,34 |
1,46 1,23 |
1,27 1,13 |
1,16 1,08 |
1,09 1,05 |
- - |
- - |
0,6 |
≤350 >350 |
2,47 1,75 |
2,01 1,53 |
1,74 1,38 |
1,46 1,23 |
1,26 1,14 |
1,16 1,08 |
1,08 1,06 |
- - |
0,8 |
≤350 >350 |
- - |
- - |
2,01 1,53 |
1,62 1,32 |
1,41 1,21 |
1,31 1,16 |
1,21 1,08 |
1,08 1.04 |
1,0 |
≤350 >350 |
- - |
- - |
2,28 1,67 |
1,82 1,42 |
1,6 1,31 |
1,46 1,23 |
1,31 1,16 |
1,16 1,08 |
1,2 |
≤350 >350 |
- - |
- - |
2,54 1,81 |
2,04 1,53 |
1,8 1,42 |
1,6 1,31 |
1,46 1,23 |
1,23 1,11 |
1,4 |
≤350 >350 |
- - |
- - |
- - |
2,28 1,67 |
2,01 1,53 |
1,74 1,4 |
1,6 1,31 |
1,32 1,16 |
1,6 |
≤350 >350 |
- - |
- - |
- - |
- - |
2,23 1,67 |
2,01 1,53 |
1,74 1,38 |
1,46 1,23 |
Примечание: Коэффициент ψd = 0,5 ∙ ψa ∙ (u ± 1). Для открытых зубчатых передач коэффициент ψd = b2 / d1
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям:
Расчетное контактное напряжение:
,
где KHα = 1,0; KH = 3,2 · 105 – для прямозубых колес;
KHα = 1,1; KH = 2,7 · 105 – для косозубых.
Значения коэффициента KHV принимают по таблице 5.6.
31 32
1
2
Рисунок 5.3 - Варианты расположения зубчатых колес
KFV – коэффициент динамической нагрузки, принимается по таблице5.5 Таблица 5.5
Степень точности |
Твердость зубьев колеса, НВ |
Зубья |
Коэффициент KFV при окружной скорости V, м/с |
|||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
≥10 |
|||
6 |
≤ 350 |
Прямые |
– |
– |
– |
1,4 |
1,58 |
1,67 |
Косые |
– |
– |
– |
1,15 |
1,20 |
1,25 |
||
> 350 |
Прямые |
– |
– |
– |
1,11 |
1,14 |
1,17 |
|
Косые |
– |
– |
– |
1,04 |
1,06 |
1,07 |
||
7 |
≤ 350 |
Прямые |
– |
– |
1,33 |
1,50 |
1,67 |
1,80 |
Косые |
– |
– |
1,11 |
1,16 |
1,22 |
1,27 |
||
|
> 350 |
Прямые |
– |
– |
1,09 |
1,13 |
1,17 |
1,22 |
Косые |
– |
– |
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,08 |
||
8 |
≤ 350 |
Прямые |
– |
1,2 |
1,38 |
1,58 |
1,78 |
1,96 |
Косые |
– |
1,06 |
1,11 |
1,17 |
1,23 |
1,29 |
||
> 350 |
Прямые |
– |
1,06 |
1,12 |
1,16 |
1,21 |
1,26 |
|
Косые |
– |
1,02 |
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,08 |
||
9 |
≤ 350 |
Прямые |
1,13 |
1,28 |
1,50 |
– |
– |
– |
Косые |
1,04 |
1,07 |
1,14 |
– |
– |
– |
||
> 350 |
Прямые |
1,04 |
1,07 |
1,14 |
– |
– |
– |
|
Косые |
1,01 |
1,02 |
1,04 |
– |
– |
– |
||
Примечание: Для колес, подвергающихся закалке, твердость > 350 НВ.
Таблица 5.6
Степень точности |
Твердость зубьев колеса, НВ |
Зубья |
Коэффициент KНV при окружной скорости V, м/с |
|||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
≥10 |
|||
6 |
≤350 |
Прямые |
– |
– |
– |
1,17 |
1,23 |
1,28 |
Косые |
– |
– |
– |
1,04 |
1,06 |
1,07 |
||
>350 |
Прямые |
– |
– |
– |
1,10 |
1,15 |
1,18 |
|
Косые |
– |
– |
– |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
||
7 |
≤350 |
Прямые |
– |
– |
1,14 |
1,21 |
1,29 |
1,36 |
Косые |
– |
– |
1,05 |
1,06 |
1,07 |
1,08 |
||
>350 |
Прямые |
– |
– |
1,09 |
1,14 |
1,19 |
1,24 |
|
Косые |
– |
– |
1,02 |
1,03 |
1,03 |
1,04 |
||
8 |
≤350 |
Прямые |
– |
1,08 |
1,16 |
1,24 |
1,32 |
1,40 |
Косые |
– |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,07 |
1,08 |
||
>350 |
Прямые |
– |
1,06 |
1,10 |
1,16 |
1,22 |
1,26 |
|
Косые |
– |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,05 |
||
9 |
≤350 |
Прямые |
1,05 |
1,10 |
1,20 |
– |
– |
– |
Косые |
1,01 |
1,03 |
1,05 |
– |
– |
– |
||
>350 |
Прямые |
1,04 |
1,07 |
1,13 |
– |
– |
– |
|
Косые |
1,01 |
1,01 |
1,02 |
– |
– |
– |
||
Примечание: Для колес, подвергающихся закалке, твердость > 350 НВ.
Выбор конструкции зубчатых колес, определение исполнительных размеров производится согласно рекомендаций [2].