Определение основных размеров шестерни и колеса

 

Диаметры делительные рассчитываются по следующим выражениям, см. [1, стр. 38]:

                       ;                                                         (4.10)

                       .                                                         (4.11)

 мм;

 мм.

Проверка:  мм.

Вычислим диаметры вершин зубьев:

                       ;                                                       (4.12)

                       ;                                                       (4.13)

 мм;

 мм.

Диаметры впадин зубьев:

                       ;                                                     (4.14)

                       ;                                                       (4.15)

 мм;

 мм.

Ширина колеса:

                       ;                                                    (4.16)

 мм.

Ширина шестерни:

                       мм;                                                   (4.17)

мм=  мм:

принимаем =35 мм.

Определение коэффициента ширины шестерни по диаметру

 

                       ;                                                               (4.18)

.

 

 

Определение окружной скорости колёс и степени точности

 

                       ;                                                          (4.19)

 м/c.

Согласно [1, стр. 27] для косозубых колёс при до 10 м/с назначают 8-ю степень точности по ГОСТ 1643-72.

 

 

Определение коэффициента нагрузки для проверки контактных напряжений

 

Коэффициент К_Н, учитывающий динамическую нагрузку и неравномерность распределения нагрузки между зубьями и по ширине венца, определяется следующим выражением, см. [1, стр. 26]:

                       ,                                           (4.20)

              где  - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

                        - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

                        - динамический коэффициент.

По [1, стр. 32] находим:

 = 1,07;  = 1, 06;  = 1,0.

 

 

Проверка контактных напряжений

 

Условие для проверочного расчёта косозубых передач, см. [1, стр. 26]:

                       ;                          (4.21)

 Н/мм² <  = 499 Н/мм².

 

 

Расчёт зубьев на выносливость при изгибе

 

Проверка зубьев быстроходной ступени на выносливость по напряжениям изгиба проводится по следующему выражению, см. [1, стр. 38]:

                       ,                                       (4.22)

              где F_t  - окружная сила, действующая в зацеплении;

                  ,                                                               (4.23)

Н;

                       K_F – коэффициент нагрузки;

                       ,                                                            (4.24)

пользуясь таблицами 3.7 и 3.8 из [1, стр. 35-36], находим = 1,14 и = 1,1;

.

Коэффициент прочности зуба по местным напряжениям  выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:

для шестерни ;      ;

для колеса ;         .

Допускаемое напряжение вычисляем по формуле, см. [1, стр. 36]:

                       .                                                               (4.25)

По таблице 3.9 из [1, стр. 37] для стали 45 улучшенной предел выносливости при отнулевом цикле изгиба

 = 1,8 НВ;

для шестерни  Н/мм²;

для колеса  Н/мм².

Коэффициент запаса прочности . По таблице 3.9 =1,75; =1.

Допускаемые напряжения и отношения :

для шестерни  Н/мм²;              Н/мм²;

для колеса  Н/мм²;          Н/мм².

Найденное отношение меньше для шестерни, следовательно, дальнейшую проверку мы будем проводить для зубьев шестерни.

Определим коэффициент, учитывающий повышение прочности косых зубьев по сравнению с прямыми, см. [1, стр. 39]:

                       ,                                                              (4.26)

              где  - угол наклона линии зуба;

.

 = 0,75.

Проверяем зуб колеса по формуле 4.22:

 Н/мм²,

что значительно меньше  Н/мм².

 

 

Расчёт тихоходной ступени

 

Определение межосевого расстояния для тихоходной ступени

 

Межосевое расстояние тихоходной ступени определяем по той же формуле 4.1, что и для быстроходной, принимая  = 1,14,  = 0,4,  Н/мм²:

=

=  мм.

Округляем до ближайшего значения по СТ СЭВ 229-75  = 160 мм, см. [1, стр. 30].

 

 

Выбор материалов

Для тихоходной ступени выбираем аналогичные материалы, что и для быстроходнодной: сталь легированную 30ХГС улучшенную с твердостью НВ 250 для шестерни с твёрдостью НВ 220 для колеса.