Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи

 

Выбор материала зубчатых колес

Сталь 40 Х улучшенная; HB1 = 260; HB2 = 240.

Определение числа циклов награждения зубьев

Срок службы механизма

 

, (39)

 

где - Срок службы привода, лет; - число рабочих смен в сутки;

- продолжительность смены, ч; - коэффициент использования времени в течении смены; - коэффициент использования времени в течении года;

.

Число циклов нагружения

 

, (40)

 

.

 

, (41)

 

.

Определение допускаемых напряжений

Предел выносливости зубьев при контактном нагружении

, (42)

;

.

 

Допускаемые напряжения при контактном нагружении

 

, (43)

 

где - коэффициент безопасности; - коэффициент долговечности;

 

;

.

 

Предел выносливости зубьев при изгибном нагружении

 

, (44)

;

.

 

Допускаемые напряжения при изгибном нагружении

 

, (45)

 

- коэффициент долговечности; - коэффициент реверсивности; - коэффициент безопасности;

;

.

 

Эквивалентные допускаемые напряжения

 

, (46)

 

.

Межосевое расстояние

 

, (47)

 

где - коэффициент; - передаточное число; - коэффициент ширины зубчатого венца; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; - крутящий момент;

.

Принимаем

Модуль зуба

 

, (48)

 

.

Принимаем

Суммарное число зубьев шестерни и колеса

, (49)

 

.

Принимаем

Число зубьев шестерни

 

, (50)

 

.

Число зубьев колеса

 

, (51)

 

.

Фактическое передаточное число

 

, (52)

 

.

Угол наклона зубьев

 

, (53)

 

.

Делительный диаметр

 

, (54)

;

.

 

Межосевое расстояние

 

, (55)

 

.

Диаметр окружности вершин зубьев

 

, (56)

;

.

 

Диаметр окружности впадин зубьев

 

, (57)

;

.

 

Ширина зубчатых венцов

, (58)

 

.

 

, (59)

 

.

Окружная скорость зубчатых колес

 

, (60)

 

.

- степень точности

Силы в зацеплении

Окружные силы

 

, (61)

.

 

Радиальные силы

 

, (62)

 

где - угол линии зацепления; - угол наклона зубьев;

.

 

Осевые силы

 

, (63)

.

 

Контактные напряжения

 

, (64)

 

где - коэффициент зубчатых передач; - передаточное число;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; - коэффициент динамической нагрузки;

.

Условия порочности по контактным напряжениям выполняется

Изгибные напряжения

 

, (65)

 

где - коэффициент, зависящий от числа зубьев; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; - коэффициент динамической нагрузки.

Коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев

 

, (66)

 

.

Эквивалентное число зубьев

 

, (67)

; ;

; .

 

Проверка прочности зубьев на изгиб

 

;

 

.

 

;

 

.

Прочность зубьев на изгиб выполняется

Конструирование зубчатого колеса

 

Толщина обода

 

, (68)

 

.

Внутренний диаметр зубчатого венца

 

, (69)

 

.

Фаска на торце зубчатого колеса

 

, (70)

 

.

Внутренний диаметр ступицы

 

, (71)

 

где - допускаемые напряжения кручения;

.

Принимаем

Длина ступицы

, (72)

 

.

Наружный диаметр ступицы

 

, (73)

 

.

Диаметр центровой окружности

 

, (74)

 

.

Принимаем

Толщина диска колес

 

, (75)

 

.

Шпонка

Глубина паза ступицы t2 = 5,4 мм; ширина сечения шпонки b = 22 мм.