Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи

Расчёт зубчатой закрытой передачи производится в два этапа: первый расчёт проектный, второй проверочный. Проектный выполняется по допускаемым контактным напряжениям с целью определения геометрических параметров редукторной пары. В процессе проектного расчёта задаются целым рядом табличных величин и коэффициентов; результаты некоторых расчётных величин округляют до целых или стандартных значений; в поиске оптимальных решений приходится неоднократно делать пересчёты. Поэтому после окончательного определения параметров зацепления выполняется проверочный расчёт. Он должен подтвердить правильность выбора табличных величин, коэффициентов и полученных результатов в проектном расчёте, а так же определить соотношения между расчётными и допускаемыми напряжениями изгибной и контактной выносливости.

Определяем массу редуктора и примерное межосевое расстояние

где .

При массе редуктора 27,5 кг, он будет по габаритным размерам значительно больше и будет передавать меньший крутящий момент, чем редуктор с массой 13,75 кг, поэтому межосевое расстояние

 

 

5.1 Проектный расчёт

 

5.1.1 Определяем межосевое расстояние мм

 

где – вспомогательный коэффициент, для косозубых передач , для прямозубых ;

– коэффициент ширины венца колеса;

u – передаточное число редуктора;

– вращающий момент на тихоходном валу, ;

– допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение,

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, для прирабатывающихся зубьев .

 

Полученное значение межосевого расстояния для нестандартных передач округляется до ближайшего числа,

 

5.1.2 Определяем модуль зацепления m, мм

 

где – вспомогательный коэффициент, для косозубых передач , для прямозубых

– диаметр колёс, мм;

– ширина венца колеса, мм.

– допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом,

 

Полученное значение модуля m округляем в большую сторону до стандартного значения

 

5.1.3 Определение наклона зубьев для косозубых передач.

 

 

5.1.4 Определение суммарного количества зубьев шестерни и колеса

 

 

Полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа.

Уточняем действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач

 

 

 

5.1.5 Определение числа зубьев шестерни

 

 

Значение округляется до ближайшего большего целого числа.

 

5.1.6 Определение числа зубьев колеса

 

Определение фактического передаточного числа и проверка его отклонения от заданного u

 

 

5.1.7 Определение фактического межосевого расстояния

 

 

 

5.1.8 Определение фактических основных геометрических параметров передачи представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Фактические основные геометрические параметры передачи

Параметр	Шестерня	Колесо
Диаметр	длительный
вершин зубьев
впадин зубьев
Ширина венца

Дальнейшие расчёты и конструирование ведётся по фактическому межосевому расстоянию и основным параметрам передачи.

 

5.2 Проверочный расчёт

 

5.2.1 Проверка межосевого расстояния

 

 

 

5.2.2 Проверка пригодности заготовки колёс

 

- диаметр заготовки шестерни

 

- Толщина диска заготовки колеса закрытой передачи

Предельные значения и

Сравнивая полученные результаты получаем вывод, что проверка выполнена.

 

5.2.3 Проверка контактных напряжений

 

где К – вспомогательный коэффициент, для косозубых передач К=376, для прямозубых K=436;

– окружная сила в зацеплении (Н)

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач .

 

– коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колёс и степени точности передачи,

для степени точности 9 и скорости v=3,3 м/с,

 

Допускаемая недогрузка передачи не более 10% и перегрузка до 5%. Исходя из этого проверка выполнена.

 

5.2.4. Проверка напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса ,

 

где – модуль зацепления, мм;

– ширина зубчатого венца колеса, мм;

– окружная сила в зацеплении, Н;

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых колёс .

– коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, для прирабатывающихся зубчатых колёс

– коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колёс и степени точности передачи, для степени точности 9 и v=3,5 м/с, ;

и – допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса,

– коэффициент, учитывающий наклон зуба;

и – коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, для косозубых в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса

Для , для .

 

Проверка по напряжениям на изгиб зубьев шестерни и колеса выполнена успешно.

Результаты расчёта закрытой цилиндрической зубчатой передачи представлены в таблице 8

 

Таблица 8 – Результаты расчёта закрытой цилиндрической зубчатой передачи.

Проектный расчёт
Параметр	Значение	Параметр	Значение
Межосевое расстояние		Угол наклона зубьев	8,6
Модуль зацепления m	1,5	Диаметр делительной окружности: шестерни колеса	43,9 175,9
Ширина зубчатого венца: шестерни колеса	39,2 35,2
Число зубьев: шестерни колеса		Диаметр окружности вершин: шестерни колеса	46,9 178,9
Вид зубьев	косозубые	Диаметр окружности впадин: Шестерни Колеса	43,3 175,3
Проверочный расчёт
Параметр	Допускаемые значения	Расчётные значения	Примечания
Контактные напряжения	514,3	524,5
Напряжения изгиба		220,5	117,5
	191,6	114,8