 |
3.2 Определение геометрических параметров быстроходной ступени редуктора (колеса конические прямозубые)
|
|
|
|
3. 2 Определение геометрических параметров быстроходной ступени редуктора (колеса конические прямозубые)
Параметры зубчатой конической передачи с прямыми зубьями определены в соответствии с требованиями ГОСТ 19624-74. Зацепление передачи – эвольвентное, без смещения. Для зубчатых колес принята восьмая степень точности по нормам плавности.
Начальный средний диаметр шестерни:
где 
- вращающий момент на входном валу;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, зависящий от коэффициента зубчатого венца по делительному среднему диаметру шестерни 
. Принимается 
, тогда согласно [2, с. 9, рис. 3. 3] 
;
- передаточное число конической (быстроходной) передачи, согласно формуле (1. 9);
Рисунок 3. Схема конической передачи
Примечание. В дальнейших расчетах следует иметь в виду, что все нечетные индексы относятся к шестерне, а четные – к колесу.
- допускаемое контактное напряжение:
где 
- предел контактной выносливости поверхностей зубьев колеса:
- коэффициент долговечности:
при 
при 
где 
- базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости:
|
|
|
- суммарное число циклов напряжений:
где 
- частота вращения промежуточного (второго) вала;
- ресурс (долговечность) передачи;
Так как , то согласно формуле (3. 4):
- коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев, согласно [2, с. 10] принимается 
;
- коэффициент, учитывающий окружную скорость передачи, согласно [2, с. 10] принимается 
;
-коэффициент запаса прочности.
Число зубьев 
шестерни для передач без смещения принимается в пределах 17 – 24. Принимается 
.
Число зубьев 
колеса:
Принимается 
.
Углы наклона делительных конусов:
, 
, 
Средний модуль зубьев:
Ширина венца зубчатых колес:
Принимается 
.
Внешний окружной делительный модуль зубьев:
|
|
|
Согласно ГОСТ 9563-60 принимается значение 
из 2-го ряда 
.
Уточняем средний модуль:
Начальный средний диаметр шестерни:
Окружная скорость передачи:
где 
- угловая скорость входного вала
В соответствии с ГОСТ 13754-81 коэффициент высоты головки зубьев 
и коэффициент радиального зазора 
.
Высота головок зубьев:
Высота ножек зубьев:
Высота зубьев:
Делительные диаметры колес:
, 
, 
Внешние диаметры вершин:
Внешние диаметры впадин:
|
|
|
Внешнее конусное расстояние:
Среднее делительное конусное расстояние:
3. 2. 1 Проверочный расчет зубьев колес на прочность
После определения геометрических размеров передачи необходимо проверить рабочие поверхности зубьев на контактную прочность, для чего следует определить рабочее контактное напряжение 
и сравнить его с допускаемым 
. При этом должно выполняться условие: 
.
Рабочее контактное напряжение определяется по формуле:
где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, определяемый по формуле [2, с. 12]:
где 
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий в начальный период работы передачи. Согласно [2, с. 12, табл. 3. 3] при 
.
- коэффициент, учитывающий приработку зубьев. Согласно [2, с. 12, табл. 3. 4] при 
и 
.
Рабочее напряжение 
может превышать допускаемое 
не более чем на 5 %. В случае, если рабочее напряжение превысит допускаемое более чем на 5 %, необходимо увеличить геометрические размеры передачи.
Условие прочности выполняется.
Выносливость зубьев, необходимую для предотвращения усталостного излома, устанавливают для каждого колеса сопоставлением расчетного местного напряжения от изгиба в опасном сечении на переходной поверхности и допускаемого напряжения: 
. При заданных условиях нагружения редуктора рабочие изгибные напряжения σ F в три − четыре раза ниже допускаемых σ FP, поэтому в данной работе задача проверки зубьев на выносливость по изгибным напряже-ниям не ставится.
|
|
|
|
|
|
