3. Расчёт открытой конической передачи

3. РАСЧЁТ ОТКРЫТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

3.1 Определяем допускаемые напряжения изгиба для материалов зубчатых колёс открытой конической передачи

3.1.1 Назначаем материал и термообработку шестерни и колеса открытой конической передачи [Кудрявцев, с. 30, табл. 2.2]

Ш -, ТО-;

К -, ТО-

3.1.2 Выбираем твёрдости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса открытой конической передачи [Кудрявцев, с. 30, табл. 2.2]

Ш – НВ =;

К – НВ =

3.1.3 Определяем средние твёрдости шестерни и колеса открытой конической передачи [Лекции]

(3.1)

где - средняя твёрдость;

НВ_max - максимальная твёрдость;

HB_min - минимальная твёрдость

Ш -

К -

3.1.4 Определяем предел длительной выносливости при изгибе для материала шестерни и колеса открытой конической передачи [Кудрявцев, с. 43, табл. 2.6]

(3.2)

где -предел длительной выносливости на изгиб, МПа.

Ш - МПа;

К - МПа

3.1.5 Выбираем коэффициент безопасности при расчёте на выносливость при изгибе для шестерни и колеса открытой конической передачи [Кудрявцев, с. 43, табл. 2.6]

S_F = 1,65

3.1.6 Выбираем значения коэффициента учитывающего реверсивность передачи [Лекции]

к_с = 0,8 - для реверсивной передачи

3.1.7 Выбираем базу напряжений изгиба материалов шестерни и колеса открытой конической передачи [Лекции]

N_FG = 4·10⁶ - для шестерни и колеса ОКП

3.1.8 Определяем наработку шестерни открытой конической передачи [Лекции]

N_{Ш окп} = N_К2 = раз

3.1.9 Определяем наработку колёса открытой конической передачи [Лекции]

(3.3)

3.1.10 Выбираем в зависимости от класса нагрузки коэффициент эквивалентности при расчёте на выносливость по напряжениям изгиба [Чернавский, с. 77, табл. 4.1]

К_FE =

3.1.11 Определяем эквивалентное число циклов нагружения шестерни и колеса открытой конической передачи при расчёте на выносливость по напряжениям изгиба [Лекции]

N_FE = К_FE·N, (3.4)

где N_FE - эквивалентное число циклов нагружения при расчёте по напряжениям изгиба

Ш - N_FE =

К - N_FE =

3.1.12 Определяем коэффициент долговечности для шестерни и колеса открытой конической передачи при расчёте по напряжениям изгиба [Лекции]

, (3.5)

где К_FL - коэффициент долговечности при расчёте по напряжениям изгиба;

n - показатель степени n = 6, т.к. HВ 350HB

Ш -

К -

Принимаем К_FL = 1 для шестерни и колеса открытой конической передачи

3.1.13 Определяем допускаемое напряжение изгиба для шестерни и колеса открытой конической передачи [Лекции], [Кудрявцев, с. 41, (2.85)]

(3.6)

где - допускаемое напряжение при изгибе, МПа

Ш - МПа;

К - МПа

3.2 Определяем параметры зубчатой пары открытой конической передачи и проверяем принятые размеры на выносливость по напряжениям изгиба

3.2.1 Назначаем число зубьев шестерни [Лекции]

Z₁ = 18…24

Принимаем Z₁ =

3.2.2 Определяем число зубьев колеса [Лекции]

(3.7)

Принимаем Z₂=

3.2.3 Уточняем передаточное число [Лекции]

(3.8)

3.2.4 Определяем углы начальных конусов шестерни и колеса [Лекции]

(3.9)

3.2.5 Определяем приведенное число зубьев шестерни и колеса открытой конической передачи [Лекции]

(3.10)

Так как линейная скорость в зацеплении не будет превышать 2 м/с, то принимаем, что зубчатая пара будет прямозубая, т.е. b = 0.

3.2.6 Выбираем величины коэффициентов Y_F1 и Y_F2, учитывающих форму зубьев шестерни и колеса открытой конической передачи, приняв смещение х = 0 [Чернавский, с. 101, табл. 4.13]

Y_F1 =

Y_F2 =

3.2.7 Сравниваем прочности шестерни и колеса и решаем, по какому из колес открытой конической передачи будем вести проверку на выносливость по напряжениям изгиба [Лекции]

- это отношение называется прочностью

Ш -

К -

Так как прочность шестерни ________________, чем прочность колеса, поэтому дальнейший расчет будем вести по _______________________

3.2.8 Назначаем величину параметра y_Re [Лекции]

y_Re = 0,25…0,4

Принимаем y_Re = 0,3

3.2.9 Определяем величину параметра y_m [Лекции]

(3.11)

где Z_C - суммарное число зубьев шестерни и колеса

3.2.10 Определяем расчетную величину среднего модуля [Лекции]

(3.12)

где Т_н - крутящий момент на валу шестерни или колеса, в зависимости от того по чем ведем расчет, Н×м;

Y_F – коэффициент формы зуба шестерни или колеса, в зависимости от того по чем ведем расчет;

Z – число зубьев шестерни или колеса, в зависимости от того по чем ведем расчет;

s_FP - допускаемое напряжение изгиба шестерни или колеса, в зависимости от того по чем ведем расчет;

K_Fb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий зубчатой пары открытой конической передачи [Лекции]

K_Fb = 1,1…1,9

Принимаем K_Fb =

K_Fu - коэффициент, учитывающий влияние динамических нагрузок, возникающих в зацеплении при расчете на выносливость по напряжениям изгиба поверхности зубьев [Лекции]

K_Fu = 1,1…1,5

Принимаем K_Fu =

3.2.11 Определяем длину зуба

(3.13)

Полученное значение округляем до целого числа из ряда нормальных линейных размеров [Гжиров, с. 87]

3.2.12 Определяем расчетную величину внешнего окружного модуля

(3.14)

Полученное значение округляем ее до ближайшей стандартной величины по ГОСТ 9563-80 [Гузенков, с. 159]

3.2.13 Определяем основные параметры зубчатой пары открытой конической передачи [Чернавский, с. 134…136]

Внешнее конусное расстояние [Лекции]

(3.15)

Среднее конусное расстояние [Лекции]

(3.16)

Уточняем средний модуль [Лекции]

(3.17)

Высота головки зуба в среднем сечении

где х_n1 и х_n2 - смешение.

Принимаем х_n1 = 0; х_n2 = 0.

Высота ножки зуба в среднем сечении

Угол ножки зуба

Угол головки зуба

Угол конуса вершин

Угол конуса впадин

Внешняя высота головки зуба

Внешний диаметр делительного конуса

Внешний диаметр вершин зубьев

Полученные размеры зубчатой пары сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Параметры зубчатой пары открытой конической передачи

	Наименование параметров	Обозначение	шестерня	колесо
1.	Число зубьев	Z
2.	Внешний окружной модуль, мм	mte
3.	Внешнее конусное расстояние, мм	Re
4.	Среднее конусное расстояние, мм	R
5.	Ширина венца, мм	b
6.	Угол делительного конуса, град	d
7.	Угол конуса вершин зубьев, град	da
8.	Угол конуса впадин зубьев, град	df
9.	Диаметр внешней делительной окружности, мм	de
10.	Внешний диаметр вершин зубьев, мм	dea

2.2.14 Определяем линейную скорость в зацеплении зубчатой пары открытой конической передачи, соответствующую среднему диаметру делительного конуса [Лекции]

(3.18)

где w - угловая скорость вала шестерни открытой конической передачи

2.2.15 Определяем силы, действующие в зацеплении зубчатой пары открытой конической передачи [Лекции]

(3.19)

(3.20)

2.2.16 Проверяем на выносливость по напряжениям изгиба принятые размеры зубчатой пары открытой конической передачи [Лекции]

(3.21)

где s_F – рабочее напряжение изгиба, МПа;

Вывод:

Дата добавления: 2015-08-28