Вариант №3-4 (стр. 3 )

Предел выносливости вычислим по формуле:

Допускаемое напряжение при расчете на изгиб определяется по формуле:

, где - запас прочности

Допускаемое контактное напряжение:

При определении модуля существует два подхода:

1)  Если нагрузка мала (), то модуль выбирают из конструктивных соображений:

2)  При больших нагрузках модуль рассчитывается исходя из двух основных причин:

- поломка зуба (расчёт на изгиб) – проектный расчёт;

- порча поверхности зуба (расчёт на контактную прочность) – поверочный расчёт;

Напряжение на изгиб и на сжатие:

,

где – изгибающий момент;

– ширина венца;

– сила, действующая на зуб;

- угол между линией действия силы и линией, перпендикулярной оси зуба.

Таким образом, модуль зацепления цилиндрической прямозубой передачи определяется по формуле:

где - коэффициент для прямозубых колес ;

- момент, действующий на рассчитываемое колесо;

- коэффициент формы зуба (табличное значение);

- коэффициент расчетной нагрузки ;

- число зубьев рассчитываемого колеса;

- коэффициент ширины зубчатого венца ;

- допускаемое напряжение при расчете на изгиб;

- делительный диаметр зубчатого колеса.

Поскольку материалы колес разные то, для расчета модуля каждой элементарной передачи выбираем шестерню, т. к. для нее отношение меньше, чем для колеса.

Поскольку материалы колес разные, расчет на изгиб ведем для того ЗК, для которого отношение имеет наибольшее значение, что дает большее смещение модуля.

Таким образом, расчет модулей передач ведем по ЗК 2,4,6,8,10,12.

Тогда имеем каждой из передач, начиная от входа редуктора:

Таким образом, мы назначили модули зацепления для каждой передачи. Для первой передачи модуль равен , поскольку так мы учитываем, что шестерня будет крепиться на вал двигателя, диаметр которого для ДИД-3Т фиксирован и равен . Со второй по четвертую передачи модуль также примем , чтобы уменьшить вероятность «натыкания» валов на колеса при компоновке, поскольку на этих ступенях передаточные числа невелики. На пятой ступени модуль примем равным , чтобы шестерня шестой ступени не задевала вал пятой ступени. На шестой ступени , о чем было сказано ранее.

Проверочный расчет на контактную прочность.

Проведем проверочный расчет зубьев на контактную прочность по формуле:

,

где - приведенный модуль упругости первого рода;

и - модули упругости первого рода соответственно ведущего и ведомого колес;

- крутящий момент на ведомом колесе;

- коэффициент расчетной нагрузки ;

- диаметр делительной окружности ведомого колеса;

- ширина венца ведомого колеса;

- коэффициент ширины зубчатого венца .

Тогда контактные напряжения на ведомых колесах:

Таким образом, выбранные модули выбраны успешно и из условия изгибной прочности, и из условия контактной прочности.

Геометрический расчет зубчатых колес проектируемой конструкции

По проведенным кинематическому и прочностному расчетам можно сделать расчет геометрических параметров зубчатых колес, входящих в проектируемы привод.

По известному модулю зацепления делительный диаметр ЗК рассчитывается по формуле:

, где – число зубьев колеса, – модуль зацепления.

Элементарная зубчатая передача требует, чтобы существовал радиальный зазор . Для модулей он выбирается равным , для модулей равным . Если модуль , то

Остальные параметры зуба считаются по следующим формулам:

Ширину венца (толщину) зуба колеса: , где - коэффициент ширины зубчатого венца.

Ширина венца шестерни: .

Диаметр окружности вершин зубьев: , где - коэффициент головки зуба, - смещение исходного режущего контура.

Диаметр окружности впадин зубьев:

Межосевое расстояние: , где и - делительные диаметры соответственно ведущего и ведомого колеса в передаче.

Проводим соответствующие численные расчеты: