Расчеты механических передач (стр. 21 )

1 ГОСТ 12289-76 дает значения ширины конического зубчатого колеса в диапазоне диаметров колеса 50…1440 мм и передаточных чисел в диапазоне 1,00…6,30.

2 Приближенно табличные данные соответствуют условию с округлением до ближайшего числа по ГОСТ 6636-69 (см. табл. 32).

7 Назначить степень точности.

При назначении степени точности конических зубчатых колес можно использовать рекомендации табл. 33, 34. Окружную скорость следует рассчитывать на среднем диаметре:

.

2.2.2.3 Проверочный расчет

Проверочный расчет передач коническими зубчатыми колесами включает следующие проверки.

1 Проверка контактной выносливости зубьев

Расчетное условие – .

Расчетное контактное напряжение при нормальной нагрузке может быть определено по ранее приведенным формулам (19).

Коэффициент выбирается как для цилиндрических передач (см. табл. 35).

Коэффициент динамичности нагрузки выбирается так же, как передач цилиндрическими зубчатыми колесами (см. табл. 36), если под окружной силой понимать окружную силу на среднем диаметре , под окружной скоростью понимать окружную скорость на среднем диаметре и вместо межосевого расстояния подставлять сумму средних радиусов:

; .

Допускаемые контактные напряжения рассчитываются так же, как для зубчатых колес цилиндрических передач. Из двух и выбирают меньшее.

2 Проверка изгибной выносливости зубьев

Расчетное условие – .

Расчет ведется по “слабому” элементу пары, т. е. по тому из зацепляющихся зубчатых колес, у которого меньше отношение

Расчетное изгибное напряжение при номинальной нагрузке может быть определено по ранее приведенным формулам (24).

Рекомендуется коэффициент принимать:

.

Коэффициент распределения нагрузки по ширине венца выбирается по табл. 35.

Коэффициент динамичности выбирается по табл. 36.

Допускаемые напряжения при расчетах на выносливость по изгибным напряжениям могут быть определены так же, как для цилиндрических зубчатых колес.

3 Проверка на контактную прочность при действии максимальной нагрузки

Расчетное условие – ,

,

где – коэффициент перегрузки, выбирается аналогично расчетам цилиндрической зубчатой передачи.

Как и для цилиндрических зубчатых колес, допускаемые предельные напряжения выбираются с учетом термической или термохимической обработки зубчатых колес:

·  при нормализации, улучшении, объемной закалке с низким отпуском – , где – предел текучести материала при растяжении;

·  для зубьев цементированных, закаленных после нагрева ТВЧ – ;

·  для азотированных – .

4 Проверка на изгибную прочность при действии максимальной нагрузки

Расчетное условие – , .

Допускаемое напряжение можно приближенно определить по тем же формулам, что и для цилиндрических зубчатых колес:

·  стали нормализованные, термически улучшенные – ;

·  стали закаленные – ;

·  стали закаленные после нагрева ТВЧ – ;

·  стали цементированные, закаленные – ;

·  стали азотированные – .

2.3 Примеры расчетов

Пример 1. Выполнить расчеты зубчатых передач по приведенной схеме и исходным данным (см. рис. 2).

2.3.1 Расчет шевронной передачи 1-2

Исходные данные выбираем из результатов кинематического расчета (табл. 13):

P1 = 3,17 кВт;

P2 = 3,07 кВт;

n1 = 894 мин-1;

n2 = 198,7 мин-1;

U1-2 = 4,5.

Режим нагружения – табл. 42.

Таблица 42

Частота вращения	Время работы в часах с использованием мощности
	4000		2000		3000

2.3.1.1 Проектировочный расчет

1 Назначение материалов и расчет допускаемых напряжений

Для повышения несущей способности шевронной передачи назначаем твердость зубьев шестерни не менее чем на 75 НВ больше твердости зубьев колеса (см. выше).

По табл. 24, 25 выбираем:

·  для шестерни принимается Сталь 40Х с термообработкой – улучшение, поверхностная закалка ТВЧ с твердостью 40…53 HRCЭ (наиболее вероятная твердость ), , ;

·  для колеса принимается Сталь 40Х с термообработкой – улучшение с твердостью 269…302 НВ (наиболее вероятная твердость ), , .

Допускаемые контактные напряжения:

.

Для шестерни:

(см. табл. 26);

принимается

;

(принято );

(ожидается V < 5 м/с);

(обильно смазываемая передача);

(ожидается диаметр колес меньше 700 мм).