Розрахунок зубчатої закритої конічної передачі

4. Розрахунок зубчастої закритої конічної передачі[pic 1]

4.1. Вибираємо матеріали, вид термічної обробки та твердість поверхні зубців шестерні і зубчастого колеса [16, табл. 3.3].

Для шестерні: сталь 40Х; термообробка – поліпшення; діаметр заготовки – до 120 мм; середня твердість НВ1 = 270.

Для колеса: сталь 40Х; термообробка – поліпшення; діаметр заготовки – більше 160 мм; середня твердість НВ2 = 245.

4.2. Визначаємо допустимі контактні напруження [σH] для зубчастої передачі за формулою

[pic 2],

де [pic 3] – межа контактної тривалості при базовому числі циклів, яку для стальних зубчастих коліс з поліпшеною термообробкою розраховуємо за формулою [16, с. 34, табл. 3.2]

[pic 4]= 2 · HB + 70 :

- для шестерні

[pic 5] = 2 · HB1 + 70 = 2 · 270 + 70 = 610 МПа;

- для колеса

[pic 6] = 2 · HB2 + 70 = 2 · 245 + 70 = 560 МПа;

[pic 7] – коефіцієнт довговічності по контактних напруженнях, враховує строк служби і режим навантаження передачі; при постійному навантаженні та необмеженому строку служби KHL = 1 [16, с. 33];

[pic 8] = 1,15 – коефіцієнт безпеки [16, с. 33].

Тоді допустиме контактне напруження для шестерні

[pic 9] МПа,

для колеса

[pic 10] МПа.

Розрахункове допустиме контактне напруження для прямозубої передачі приймається за меншим значенням із двох розрахованих [σH1] і [σH2]

[σH] = [σH2] = 487 МПа.

4.3. Виконуємо проектний розрахунок передачі. Визначаємо зовнішній ділильний діаметр колеса передачі за формулою [16, с. 49] [pic 11]

[pic 12],

де Кd – допоміжний коефіцієнт, який для прямозубих передач Кd = 99 (МПа)1/2;

uк = 5 – передаточне число зубчастої передачі;

Т2 = 244,4Н м – момент обертання на колесі;

[pic 13] – коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по ширині вінця, який вибираємо за рекомендаціями [16, с. 49, табл. 3.1], для консольного розташування коліс відносно підшипників [pic 14] = 1,35;

ψbRe = 0,285 – коефіцієнт ширини зубчатого вінця, який рекомендують згідно з ГОСТ 12289-76.

Тоді

[pic 15] мм.

Приймаємо найближче стандартне значення de2 = 315 мм [16, с. 49].

4.4. Приймаємо число зубців шестерні [pic 16].

Тоді число зубців колеса Z2

[pic 17].

Зовнішній коловий модуль me

[pic 18] мм.

Кути ділильних конусів шестерні δ1 і колеса δ2

δ1 = arctg(1/uк) = arctg(1/5) = 11,31º,   δ1 = 11º18'35'',

δ2 = 90º – δ1 = 90º – 11,31º = 78,69º,   δ2 = 78º41'25''.

Зовнішня конусна відстань Re

[pic 19] мм.

Ширина зубчастих вінців b

[pic 20] мм.

Приймаємо [pic 21] мм.

Середня конусна відстань Rm

Rm = Re – 0,5 · b = 160,6 – 0,5 · 46 = 153 мм.

Зовнішній ділильний діаметр шестерні de1 

[pic 22] мм.

Середній ділильний діаметр шестерні d1

[pic 23] мм.

Зовнішній діаметр шестерні dае1 [pic 24]

[pic 25] мм.

Середній коловий модуль

[pic 26] мм.

Середній ділильний діаметр колеса d2

d2 = m · Z2 = 3,7 · 100 = 370 мм.

Зовнішній діаметр колеса dае2 

[pic 27] мм.

Коефіцієнт ширини шестерні по середньому діаметру

[pic 28].

4.5. Визначаємо середню колову швидкість коліс v