2.3.2 Расчет зубчатых колес по контактным напряжениям

Расчет зубчатых колес на сопротивление усталости при изгибе заключается в определении напряжений изгиба :

, (2.42)

где: – рабочая ширина зуба при расчете изгибных напряжений, мм;

– нормальный модуль, мм;

– единичное напряжение изгиба;

– коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев;

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями в зависимости от степени точности передачи;

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении;

– коэффициент, учитывающий влияние трения и смазки;

– коэффициент, учитывающий влияние размеров зубчатого колеса и модуля зубьев.

Определяем расчетную окружную силу

Расчетную окружную силу определяем по формуле (2.21). При расчете зубчатых колес на выносливость при изгибе показатель кривой выносливости [4, стр. 3].

;

;

Расчетная окружная сила в зацеплении привода промежуточного вала демультипликатора - :

;

Расчетная окружная сила в зацеплении привода промежуточного вала основной КПП - :

;

Определение единичного напряжения изгиба .

Единичное напряжение изгиба (коэффициент напряжения изгиба) определяется по формуле:

, (2.43)

где: – нормальное значение коэффиицента ;

– коэффициент, учитывающий влияние параметров парного зубчатого колеса;

– коэффициент, учитывающий влияние угла профиля;

– коэффициент, учитывающий влияние радиуса переходной кривой профиля зуба;

– коэффициент, учитывающий влияние преднамеренного перераспределения толщины зубьев шестерни и колеса.

Значение находим по номограмме рис. 2.1 [4, стр12] в зависимости от коэффициента смещения соответствующего колеса и эквивалентного числа зубьев .

Эквивалентное число зубьев для косозубой передачи определяется по формуле:

, (2.44)

, (2.45)

;

;

Коэффициенты смещения шестерен и колес [].

;

;

Коэффициент, учитывающий влияние параметров парного зубчатого колеса определяется по формуле:

, (2.46)

, (2.47)

где: – число зубьев условного парного колеса передачи;

– коэффициент суммарного смещения шестерни и колеса ;

Коэффициент суммарного смещения , определяется по формуле:

;

;

При коэффициенте смещения число зубьев условного парного колеса передачи определяется по формуле:

, (2.48)

, (2.49)

;

;

Коэффициент, учитывающий влияние параметров

парного зубчатого колеса для шестерни и колеса привода промежуточного

вала основной КПП - :

;

;

При стандартном значении угла профиля и радиуса переходной кривой профиля у ножки зуба, коэффициенты, учитывающие влияние угла профиля и радиуса переходной кривой профиля зуба .

Для цилиндрической передачи коэффициент, учитывающий влияние преднамеренного перераспределения толщины зубьев шестерни и колеса .

;

;

Определение коэффициента, учитывающего перекрытие зубьев .

Для косозубой передачи коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев.

Методика выбора приведена в пункте «Расчет зубчатых колес по контактным напряжениям» [4, стр. 14].

Определение коэффициента , учитывающего распределение нагрузки между зубьями в зависимости от степени точности передачи.

Коэффициент , учитывающий распределение нагрузки между зубьями в зависимости от степени точности передачи определяется по формуле:

, (2.50)

где: – коэффициент, учитывающий влияние числа зубьев и величины смещения на распределение нагрузки между зубьями;

– коэффициент, учитывающий влияние точности изготовления и удельной нагрузки на распределение нагрузки между зубьями.

Коэффициент определяется по табл. 2.3 [4, стр. 15] в зависимости от числа зубьев и величины смещения .

;

;

Коэффициент определяется по табл. 2.5 [4, стр. 15] в зависимости от степени точности передачи и удельной нагрузки .

;

;

;

Определение коэффициента , учитывающего распределение нагрузки по ширине венца.

Коэффициент , учитывающий распределение нагрузки по ширине венца определяют:

для передач с неразветвленным потоком мощности –в зацеплении привода промежуточного вала демультипликатора - :

, (2.51)

где: – коэффициент, учитывающий приработку зубьев в процессе эксплуатации;

Коэффициент , учитывающий приработку зубьев в процессе эксплуатации определяется по табл. 2.6 [4, стр. 16] в зависимости от расчетной окружной скорости , м/с.

;

;

Определение коэффициента , учитывающего динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении.

Коэффициент , учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении определяется по формуле:

, (2.52)

;

Определение коэффициента , учитывающего влияние трения и смазки.

При использовании смазочных материалов, рекомендуемы для агрегатов трансмиссии автомобиля, принимаются следующие значения коэффициента : для шестерни и колеса [4, стр. 17].

Определение коэффициента , учитывающего влияние размеров зубчатого колеса и модуля зубьев.

Коэффициент , учитывающий влияние размеров зубчатого колеса и модуля зубьев определяется по табл. 2.7 [4, стр. 17] в зависимости от начального диаметра и модуля .

;

Определяем искомое значение напряжений изгиба: ;

Результаты расчета зубчатых колес на сопротивление усталости по напряжениям изгиба представлены в виде табл. 2.6 .

Таблица 2.6

Результаты расчета зубчатых колес на сопротивление усталости по напряжениям изгиба.

Коэффициент	Обозна- чение	Привод Основной КПП (шест.)	Привод Основной КПП (кол.)	1-я Передача (шест.)	1-я Передача (кол.)	4-я Передача (шест.)	4-я Передача (кол.)	Привод демуль-типлик-атора (шест.)	Привод демуль-типлик-атора (кол.)
Расчетная окружная сила в зубчатом зацеплении, Н		12407,624	12407,624	17460,744	17460,744	10876,88	10876,889	22919,57	22919,57
Рабочая ширина зуба при расчете изгибных напряжений, мм		35	38	37	36	32	32	39	39
Нормальный модуль, мм		4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5
Единичное напряжение изгиба		2,28	2,25	2,26	2,28	2,55	2,137	2,259	2,28
Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев		0,714	0,714	0,556	0,556	0,654	0,654	0,602	0,602
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями в зависимости от степени точности передачи		1,0832	1,086	1,102	1,09	1,072	1,1	1,098	1,09
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца		1,17	1,17	1,2	1, 2	1,08	1,08	1,14	1,14
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении		1,63	1,63	1,539	1,539	2,07	2,07	1,546	1,546
Коэффициент, учитывающий влияние трения и смазки		1,05	0,95	1,05	0,95	1,05	0,95	1,05	0,95
Коэффициент, учитывающий влияние размеров зубчатого колеса и модуля зубьев		1,03	1,03	1,03	1,03	1,03	1,03	1,03	1,03
Напряжение изгиба, МПа		287,88	236,91	290,198	211,12	326,57	254,48	371,78	337,04