3 Проектирование косозубых цилиндрических передач
1 Разрушения активных поверхностей зубьев в результате развития усталостного выкрашивания и поломки их являются основными причинами выхода из строя зубчатых колес. Расчет на усталостную выносливость проводится с целью предотвращения преждевременного выхода их из строя.
На первом этапе расчета (проектный расчет) преследуют цель предварительного определения размеров колес и передач на основе контактной прочности рабочих поверхностей зубьев. Далее размеры колес и передачи уточняют, проверяя на выносливость зубья по контактным и изгибным напряжениям. При необходимости проверяют прочность зубьев при перегрузках.
При расчете косозубой цилиндрической передачи закрытого типа для редуктора общего назначения ряд параметров (межосевое расстояние, модуль) должен соответствовать действующим стандартам, величины других должны находиться в рекомендуемых пределах. Эти требования могут быть легко реализованы при расчете на ЭВМ.
2 Исходные данные для расчета
2.1 T1 - крутящий момент на валу шестерни, Н*м;
2.2 [σH] - допускаемые контактные напряжения, МПа;
2.3 [σF]1 - допускаемые напряжения изгиба для шестерни, МПа;
2.4 [σF]2 - допускаемые напряжения изгиба для колеса, МПа;
2.5 [σH]max- допускаемые контактные напряжения при перегрузке, МПа;
2.6 [σF]max - допускаемые напряжения изгиба при перегрузке, МПа;
2.7 U - передаточное число;
2.8 КHβ - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба при расчете по контактным напряжениям;
2.9 КFβ - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба при расчете по напряжениям изгиба;
2.10 ψbd- коэффициент ширины шестерни относительно делительного диаметра;
2.11 ψbа - коэффициент ширины шестерни относительно межосевого расстояния;
2.12 β - угол наклона зуба. Выбирается в пределах от 8° до 15°. Для шевронных передач - до 25°.
2.13 αω - угол зацепления. Для передач без смещения αω=20°.
2.14 n1 - частота вращения вала шестерни, об/мин.
3. Алгоритм расчета косозубой цилиндрической передачи
3.1 Межосевое расстояние
Расчетное значение аW для нестандартных редукторов округлить по ряду
Rа 40 : ...80,85,90,95,100,105,110,120,125,130 далее через 10 до 200 и через 20 до 420.
3.2 Модуль
Величину mn согласовать со стандартом СЭВ З10-76
1 ряд: 1.5; 2.0; 2.5; 3; 4; 5
2 ряд: 1.75; 2.25; 2.75; 3.5; 4.5; 5.5.
Первый ряд следует предпочитать второму.
3.3 Суммарное число зубьев передачи
Величину
округлить
до целого числа.
3.4 Число зубьев шестерни.
Полученное значение z1 округлить до целого числа.
3,5 Число зубьев колеса
3.6 Уточним величину угла наклона зуба
3.7 Делительные диаметры шестерни и колеса
;
;
3.8 Уточним межосевое расстояние
.9 Уточним передаточное число
3.10 Рабочая ширина зубчатого венца
3.11 Эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса
;
3.12 Окружная скорость в передаче
3.13 Коэффициент торцового перекрытия
3.14 Выбрать по рекомендациям коэффициенты динамической нагрузки
и
3.15 Коэффициент осевого перекрытия
3.16 Определим величину коэффициента Zε, учитывающего суммарную длину контактных линий
Если
Если
3.17 Определим величину коэффициента ZH, учитывающего форму сопряженных поверхностей зубьев
3.18 Удельная расчетная окружная сила при расчете по контактным напряжениям
3.19 Вычислим величину рабочих контактных напряжений
3.20 Проверим выполнение условий
;
Если не выполняется первое условие, то необходимо увеличить значение bW в выражении для ωHt (п. 3.18.), если не выполняется второе условие, необходимо bW - уменьшить.
3.21 Проверим передачу по максимальным контактным напряжениям при перегрузке
3.22 Удельная расчетная окружная сила при расчете по напряжениям изгиба
3.23 Вспомогательный коэффициент Kε
3.24 Коэффициент Yε, учитывающий перекрытие зубьев
3.25 Коэффициент Yβ, учитывающий наклон зуба
3.26 Вычислим
где yF1, уF2 - коэффициент формы зуба для шестерни и колеса. Если условие выполняется, то
Если условие не выполняется, то
3.27 Проверим передачу по максимальным напряжениям изгиба при перегрузке
3.28 Геометрия передачи:
3.28.1 Диаметры окружностей выступов зубьев шестерни и колеса
; 
3.28.2 Диаметры окружностей впадин зубьев и колеса
; 
3.29 Усилия в зацеплении
3.29.1 Окружная сила
3.29.2 Осевая сила
3.29.3 Радиальная сила
