Расчет цилиндрической зубчатой передачи

После определения вращающих моментов на валах и частот вращения зубчатых колес выполняют основные проектные расчеты передач. Исходными данными для расчета являются: вращающий момент на колесе Т2 (см. п. 1.9), передаточное число м, (см. п. 1.7).

2.1 Выбор материалов и термической обработки

Материалы для изготовления зубчатых колес подбирают по таб­лице 4. Для повышения механических характеристик материалы ко­лес подвергают термической обработке.

Таблица 4 - Механические характеристики сталей, используемых для изготовления зубчатых колес

  Марка стали Термообработка Твердость зубьев <7т,Н/*ш'
Шестерня 40Х Улучшение 269...302 НВ  
Колесо 40X11 Улучшение 235...262 НВ  

- Определение допускаемых напряжений

Предварительно определяется среднюю твердость рабочих по­верхностей зубьев:

НВср=0,5-{НВайл+НВт„). (17)

Допускаемые напряжения определяются по формулам:

[<4=1,8-^+67, ' (18)

И, =1,03 -НВ9, (19)

где [сг]н - допускаемое контактное напряжение (МПа)\

[<у}1: - допускаемое напряжение изгиба (МПа). За допускаемое напряжение изгиба в дальнейших расчётах при­нимается меньшее из [сг]л и [o"]f2. А за допускаемое контактное на­пряжение - меньшее из [сг]н, и [сг]Н2.

- Определение мсжосевого расстояния

Предварительно принимают коэффициент Ка межосевого рас­стояния: для передач с прямыми зу(^>ями Ка = 49,5; для передач с ко­сыми и шевронными зубьямиК0 =43,0.

Коэффициент ширины ц/^ принимают в зависимости от поло­жения колес относительно опор. При проектировании одноступенча­того цилиндрического редуктора рекомендуется принять из ряда стандартных i//^ = 0,4.

Коэффициент ширины

Vu =0,5$С(ДИ|+1). (20)

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по дли­не контактных линий

=1+^*2,0. (21)



где 5- индекс схемы при симметричном расположении шестер­ни относительно опор, принимается равным 8. Межосевое расстояние (мм)

«„**.-(«■+ O-Jp^y. (22)

Wta "l К/

где Г2 - крутящий момент на тихоходном валу (Нмм);

\а)„ - допускаемое контактное напряжение (МПа). Вычисленное межосевое расстояние округляют в большую сто­рону до числа из приложения В.

- Расчет предварительных основных размеров колеса

Делительный диаметр (мм), точность вычисления до третьего знака после запятой

(23)

и, +1

где aw - межосевое расстояние (мм), берется из п.2.3;

Н| - передаточное число зубчатой передачи (см. п. 1.7). Ширина (мм)

= V (24)

Значение Ь2 округляют в ближайшую сторону до целого числа.

- Расчет и выбор но стандарту модуля передачи

Сначала принимают коэффициент модуля Кт для передач: пря­мозубых - 6,8; косозубых - 5,8; шевронных - 5,2. Предварительно модуль передачи (мм)

(25)

di VMf

где Тг - крутящий момент на тихоходном валу (Н мм); [<т]я - допускаемое напряжение изгиба (МПа); d-i - делительный диаметр колеса (мм), берется из п.2.4; Ь2 - ширина колеса (мм), берется из п.2.4. Расчетное значение модуля передачи округляется в большую сторону до стандартного из ряда чисел: 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0.



- Определение суммарного числа зубьев и угла наклона

Угол наклона прямозубых колес равен О'. Минимальный угол наклона зубьев колес: 4 т

- косозубых ртт = arcsin—-(но не менее 8*); (26)

Ь2

- шевронных /?mjn=25°.

Для косозубых колес р-8...20°, для шевронных /3 = 25...40°. Суммарное число зубьев 2 • а„ ■ cos /?„,„

zz=^ Л». (27)

т

Полученное значение zj. округляют в меньшую сторону до це­лого и определяют действительное значение угла наклона (точность вычисления до 4-го знака после запятой)

Р = arccos ^^. (28)

2 aw

- Определение числа зубьев шестерни и колеса

Число зубьев шестерни

11 )

где rimin ~~ минимальное число зубьев шестерни: для прямозу­бых колес zlmin=17; для косозубых и шевронных zlmin = 17-cos3 /?. Значение z, округляют в ближайшую сторону до целого. Число зубьев колеса

z2 =zz-z,. (30)

- Определение фактического передаточного числа

Фактическое передаточное число:

Отклонение от заданного передаточного числа

При невыполнении условия (32) необходимо выполнить пере­расчет, увеличивая значение aw, полученное из формулы (22), соглас­но приложению В.

2.9 Определение геометрических размеров колес

Размеры колес показаны на рисунке 2. Делительные диаметры (мм)

- шестерни dt = -

-

-

cos/?'

- колеса d2 = 2 ■ а„ - с/,.

Точность вычисления до третьего знака после запятой. Диаметры окружностей вершин зубьев (мм)

- шестерни dal = d, + 2 • т, (35)

- колеса da2=d2+2m. (36)

Диаметры окружностей впадин зубьев (мм)

- шестерни d/{ =dt -2,5 m, (37)

- колеса d^2=d2-2,5-m. (38)

Ширину шестерни b\ (мм) принимают по соотношению b\!bi. где b2 - ширина колеса (таблица 5).

Таблица 5 - Вычисление ширины шестерни

При Ь2 до 30 св. 30 до 50 св. 50 до 80 св. 80 до 100
  1,1 1,08 1,06 1,05

Расчет цилиндрической зубчатой передачи - student2.ru

Рисунок 2 - Размеры колес

Дм = -

(32)

— •100 < 4%.


Наши рекомендации