Последовательность расчета зубчатых передач

1.Определить передаточное число.

2. В зависимости от условия работы, выбрать материалы и термообработку.

3. Определить допускаемые контактные напряжения.

4.Выбрать коэффициент ширины колес.

5.Определить вращающие моменты.

6.Выбрать коэффициент нагрузки.

7.Определить межосевое расстояние.

8.Окружной модуль.

9. Определить число зубьев.

10.Уточнить фактическое межосевое расстояние.

11.Произвести геометрический расчет передачи.

12. Определить усилия в зацеплении.

Пример расчета

Задание : Определить основные размеры прямозубой цилиндрической передачи, работающей в масляной ванне (рис.1). Передача нереверсивная, предназначена для длительной эксплуатации.

Дано: Мощность на валу шестерни Р1 =5,5 кВт; угловая скорость шестерни

ω 1 = 100 рад/с; ω2 = 20 рад/с.

Рис.1

Р е ш е н и е

1. Выбираем материалы : для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ 210; для колеса - сталь 45, термообработка

НВ 190.

2. Допускаемые контактные напряжения

3. Предел контактной выносливости

σнlimb = (2НВ + 70) = 2*190 + 70 = 450 МПа;

4. При длительной эксплуатации коэффициент долговечности КНL = 1;

коэффициент безопасности [пн] = 1,2.

Определяем допускаемое контактное напряжение по колесу

[σн] = 450 *1 / 1,2 = 375 МПа.

5. Определяем передаточное отношение

i = ω1/ ω2 = 100/20 = 5.

оно равно передаточному числу i = и = z2 / z 1 .

6. Вращающий момент на валу шестерни

М1 = Р1 / ω1 = (5,5 *10³ )/ 100 = 55 Н∙м = 55*10³ Н∙мм.

Вращающий момент на валу колеса

М2 = М1 * и = (55*10³) * 5 = 275*10³ Н∙мм.

7.Коэффициент нагрузки Кн = 1,2. Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию ψ bа = 0,2.

Вычисляем межосевое расстояние по условию контактной выносливости поверхностей зубьев

8. Окружной модуль зубьев

т =(0,01 ÷ 0,02)*аω = т =(0,01 ÷ 0,02)*212 = 2,12 ÷ 4,24 мм.

По ГОСТ 9563 – 60 принимаем т =3 мм.

9. Определяем число зубьев шестерни z1 и колеса z2 :

принимаем z1 = 24; z2 = z1 и = 24 *5 = 120.

10. Фактическое межосевое расстояние

аω = т(z 1+ z 2)/ 2 = 3(24+120)/2 = 216 мм.

11. Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительных окружностей:

d1 = т z1= 3*24 = 72 мм;

d2= т z2 = 3* 120 = 360мм;

диаметры окружностей вершин зубьев:

dа1 = d1+ 2 т = 72 + 2*3 = 78 мм;

dа2 = d2 + 2 т = 360 + 2*3 = 366 мм;

ширина колеса

b2 = аω ψ bа = 216* 0,2 = 43,2мм, принимаем b2 = 45мм;

ширина шестерни

b1 = b2 + 5 = 50 мм.

12. Проверяем контактные напряжения :

Расчетное контактное напряжение σн меньше допускаемого [σн]. Условие контактной прочности выполнено.

Задание для самостоятельной работы

Задача

Определить основные размеры прямозубой цилиндрической передачи, работающей в масляной ванне (рис.1). Передача нереверсивная, предназначена для длительной эксплуатации.

Вариант	Р1, кВт	ω 1 , рад/с	ω 2 , рад/с	Вариант	Р1, кВт	ω 1 , рад/с	ω 2 , рад/с
	3.5
	4.8
					2,2
	4,2				4.5
	5,6
	6,4				5.5
	8,2
	4,6						3 6
					3.5
	3.8				4.8
	4,6
	5,4				4,2
	9.5				5,6
					6,4

Контрольные вопросы:

1. Виды разрушения зубьев.

2.Формула расчета зубьев на контактную прочность и на изгиб.

3. Достоинство червячных передач.

Список литературы

1. Мовнин, М.С. Основы технической механики [Текст]: учебник / М.С. Мовнин; под ред.П.И.Бегуна – 4-е изд. перераб. и доп. – СПб: Политехника, 2007. - 286 с.

2. Олофинская, В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий [Текст]: учебное пособие / В.П. Олофинская.-3-е изд. – М.: Форум: Инфра-М, 2010.- 349 с.

3.Вереина, Л.И. Техническая механика [Текст]: учебник / Л.И.Вереина, М.М.Краснов.- 3-е изд.- М.: Академия, 2011.- 288 с.

4. Аркуша, А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов [Текст]: учебник / А.И. Аркуша — М.; Высшая школа, 2008. – 352 с.