5.3.2 Определение основных геометрических размеров и характеристик зубчатых колес.

Делительные диаметры шестерни d₁ и колеса d₂

d₁= z₁· m, мм

d₂= z₂· m, мм

Точность определения значений делительных диаметров не менее 0,001 мм.

Ширина колеса b₂

b₂= · m, мм

Значение b₂ округляют до стандартного (Приложение Б)

Для компенсации неточностей установки колес в осевом направлении ширину шестерни b₁ принимают на 3…5 мм больше ширины колеса, т.е.

b₁ = b₂ + (3…5), мм

и это значение необходимо округлить до стандартного (Приложение Б).

Диаметры вершин зубьев d_а и впадин d_f, выполненных без смещения, определяют по формулам

d_а1 = d₁ + 2 · m, мм

d _f1 = d₁ – 2,5 · m, мм

d_а2 = d₂ + 2 · m, мм

35 36

d _f2 = d₂ – 2,5 · m, мм

Межосевое расстояние

a_w = (d₁ + d₂) / 2, мм

Это значение будет минимальным в случае, когда необходимо встроить открытую передачу в кинематическую схему привода, и межосевое расстояние a_w принимается конструктивно. По принятому a_w проводится уточнение параметров зубчатых колес либо изменением модуля m при тех же числах зубьев шестерни z₁ и колеса z₂ либо изменением числа зубьев при принятом значении модуля (см. Приложение А).

Вычисляют окружную скорость (м/с)

v = · d₁/ (2 · 1000)

или v =

и назначают степень точности (табл.5.2).

Силы в зацеплении:

- окружная - F_t =2 · 1000 · T₁ / d₁, Н.

- радиальная - F_r =F_t · tg , Н

(для стандартного угла =20^о tg = 0,364).

5.3.3 Проверка зубьев на изгибную прочность (на примере колеса).

Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса

в зубьях шестерни

Для прямозубых колес K_F = 1.

Коэффициент принимают для прирабатывающихся колес: при постоянной нагрузке = 1; при переменной нагрузке (рис.5.4) - , где - начальный коэффициент концентрации нагрузки (табл.5.4); Х - коэффициент режима нагружения:

Режим нагружения.... 0 I II III IV V

Х .................. 1,000 0,750 0,500 0,400 0,315 0,200

Для неприрабатывающихся колес = .

F_tE = K_Fд ·F_t - эквивалентная окружная сила. Коэффициент долговечности K_Fд вычисляют по формуле

(1.15)

Здесь m = 6 при т.о. колес улучшение и азотирование, т.е. Н_НВ 350,

Типовые режимы нагружения машин

						0
								I
					II
0,5
				IV				III
						V
0 0,5 Режимы нагружения: 0 – постоянный, I – тяжелый, II – средний равновероятный, III – средний нормальный, IV – легкий, V – особо легкий; Ti – момент при i-м режиме работы передачи; T – наибольший из числа длительно действующих момент, обычно номинальный; ti – время i-го режима работы передачи; - время работы передачи. Р 37 38 исунок 5.4

m = 9 – при закалке, т.е. Н_HRC 40. При > принимают K_Fд = 1,0, не прибегая к вычислениям коэффициентов и .

Коэффициент динамической нагрузки K_Fv принимают по табл. 5.5.

При типовых режимах нагружения (рис.5.4) коэффициент эквивалентности принимают по табл. 5.7.

Отклонение

= ( )·100 /

не должно превышать +5 %, а по запасу прочности - не более [-10…-15] %. В противном случае производят перерасчет при измененных параметрах (модуль m и, соответственно, ширина b₂, межосевое расстояние a_w и т.д.) в сторону увеличения - при недостаточной прочности и уменьшения – при превышении запаса прочности.

Проверочный расчет передачи на контактную выносливость.

_H = · [ ]_H,

где для прямозубых колес K _H = 3,2 · 10⁵ и = 1,0, а также a_w и b₂ - в м, _H - в Па.

Коэффициент концентрации нагрузки принимают для прирабатывающихся колес:

при постоянной нагрузке = 1,0;

при переменной нагрузке ,

где - начальный коэффициент концентрации нагрузки (табл.5.4); Х - коэффициент режима нагружения

K _Hv принимают по табл. 5.6.

T_HЕ2 = K_Hд ·Т₂ - эквивалентный момент на колесе в Н^.м, где - коэффициент долговечности. Здесь - коэффициент эквивалентности, зависящий от режима нагружения (табл.5.7); - коэффициент циклов, учитывающий различие в числе циклов нагружений зубчатых колес в разных ступенях передач. В общем случае срок службы предполагает N_i >N_HG ; тогда N_i =N_HG и, следовательно, K_Hд = .

Таблица 5.7

Режим	Коэффициенты эквивалентности
нагружения	KHE	KFE
		НВ 350	HRC 40
0	1,00	1,000	1,000
I	0,80	0,810	0,840
II	0,63	0,725	0,775
III	0,56	0,680	0,745
IV	0,50	0,645	0,715
V	0,40	0,575	0,665

.

Коэффициент долговечности K_Hд и допускаемое напряжение следует определять для более слабого, лимитирующего по условию прочности зубчатого колеса.

39 40