Глава 5. Примеры расчета цилиндрических зубчатых передач
Расчет косозубой зубчатой передачи.
1. Межосевое расстояние.Предварительное значение межосевого расстояния, 
мм:
где знак «+» (в скобках) относят к внешнему зацеплению, знак «-» — к внутреннему; 
— вращающий момент на шестерне (наибольший из длительно действующих), Н∙м; и — передаточное число.
Коэффициент К в зависимости от поверхностной твердости H и H2 зубьев шестерни и колеса соответственно имеет следующие значения:
Твердость H............... 
Коэффициент К........ 10 8 6
Таблица 2.5
| Степень точности по ГОСТ 1643-81 | Допустимая окружная скорость  , м/с, колес | |||
| прямозубых | непрямозубых | |||
| цилиндрических | конических | цилиндрических | конических | |
| 6 (передачи повышенной точности) | До 20 | До 12 | До 30 | До 20 |
| 7 (передачи нормальной точности) | До 12 | До 8 | До 20 | До 10 |
| 8 (передачи пониженной точности) | До 6 | До 4 | До 10 | До 7 |
| 9 (передачи низкой точности) | До 2 | До 1,5 | До 4 | До 3 |
Окружную скорость , м/с, вычисляют по формуле:
Степень точности зубчатой передачи назначают по табл. 2.5.
Уточняют предварительно найденное значение межосевого расстояния по формуле:
где 
= 450 — для прямозубых колес; = 410 — для косозубых и шевронных, МПа1/3; 
– в МПа.
— коэффициент ширины принимают из ряда стандартных чисел: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63 в зависимости от положения колес относительно опор:
при симметричном расположении................................................................ 0,315...0,5;
при несимметричном расположении............................................................. 0,25 ... 0,4;
при консольном расположении одного или обоих колес ...................... 0,2... 0,25.
Для шевронных передач = 0,4...0,63; для коробок передач = 0,1...0,2; для передач внутреннего зацепления = 0,2(и + 1)/ (и — 1). Меньшие значения — для передач с твердостью зубьев 
.
Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность
Коэффициент 
учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса. Значения принимают по табл. 2.6 в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей.
Коэффициент 
учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловливаемую погрешностями изготовления (погрешностями направления зуба)
Таблица 2.6
| Степень точности по ГОСТ 1643-81 | Твердость на поверхности зубьев колеса | Значения при v, м/с | ||||
 |  |  |  |  |  | |
 |  |  | |  |  | |
| |  | |  |  |  | |
| |  |  | |  |  | |
| | | |  |  |  | |
| |  | |  |  |  | |
| | | |  |  |  | |
| |  | | |  |  |
ПРИМЕЧАНИЕ: В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе — для косозубых зубчатых колес.
и упругими деформациями валов, подшипников. Зубья зубчатых колес могут прирабатываться: в результате повышенного местного изнашивания распределение нагрузки становится более равномерным. Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы 
и после приработки .
Значение коэффициента принимают по табл. 2.7 в зависимости от коэффициента 
схемы передачи и твердости зубьев. Так как ширина колеса и диаметр шестерни еще не определены, значение коэффициента 
вычисляют ориентировочно:
Коэффициент определяют по формуле:
где 
— коэффициент, учитывающий приработку зубьев, его значения находят в зависимости от окружной скорости для зубчатого колеса с меньшей твердостью (табл. 2.8).
Коэффициент 
определяют по формуле:
где — коэффициент, значение которого находят по табл. 2.8 для колеса с меньшей твердостью.
Таблица 2.7
| | Твердость на поверхности зубьев колеса | Значения для схемы передачи по рис. 2.4 | ||||||
| 0,4 | | 1,17 1,43 | 1,12 1,24 | 1,05 1,11 | 1,03 1,08 | 1,02 1,05 | 1,02 1,02 | 1,01 1,01 |
| 0,6 | | 1,27 — | 1,18 1,43 | 1,08 1,20 | 1,05 1,13 | 1,04 1,08 | 1,03 1,05 | 1,02 1,02 |
| 0,8 | | 1,45 | 1,27 | 1,12 1,28 | 1,08 1,20 | 1,05 1,13 | 1,03 1,07 | 1,02 1,04 |
| 1,0 | | — | — | 1,15 1,38 | 1,10 1,27 | 1,07 1,18 | 1,04 1,11 | 1,02 1,06 |
| 1,2 | | — | — | 1,18 1,48 | 1,13 1,34 | 1,08 1,25 | 1,06 1,15 | 1,03 1,08 |
| 1,4 | | — | — | 1,23 | 1,17 1,42 | 1,12 1,31 | 1,08 1,20 | 1,04 1,12 |
| 1,6 | | — | — | 1,28 | 1,20 | 1,15 | 1,11 1,26 | 1,06 1,16 |
Начальное значение коэффициента 
распределения нагрузки между зубьямив связи с погрешностями изготовления (погрешностями шага зацепления и направления зуба) определяют в зависимости от степени точности (nст = 5, 6, 7, 8, 9) по нормам плавности:
для прямозубых передач
Таблица 2.8
| Твердость на поверхности зубьев | Значения при υ, м/с | |||||
| 200 НВ 250 НВ 300 НВ 350 НВ 43HRC 47HRC 51HRC 60HRC | 0,19 0,26 0,35 0,45 0,53 0,63 0,71 0,80 | 0,20 0,28 0,37 0,46 0,57 0,70 0,90 0,90 | 0,22 0,32 0,41 0,53 0,63 0,78 1,00 1,00 | 0,27 0,39 0,50 0,64 0,78 0,98 1,00 1,00 | 0,32 0,45 0,58 0,73 0,91 1,00 1,00 1,00 | 0,54 0,67 0,87 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 |
для косозубых передач
где А = 0,15 — для зубчатых колес с твердостью 
и 
> 350 НВ и А = 0,25 при и ≤ 350 НВ или > 350 НВ и ≤ 350 НВ.
Вычисленное значение межосевого расстояния округляют до ближайшего числа, кратного пяти, или по ряду размеров Ra 40 (табл. 24.1). При крупносерийном производстве редукторов 
округляют до ближайшего стандартного значения: 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 260; 280; 300; 320; 340; 360; 380; 400 мм.