Определение геометрических характеристик зубчатых колёс

Расчёт зубчатых передач регламентирован ГОСТом 21354-87. Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров. При этом минимально допустимый модуль определяется по формуле [3 с. 595-596]:

(4.4)

где: K_m – вспомогательный коэффициент: для прямозубых колёс K_m =14, для косозубых – K_m = 11,2-12,5;

М – расчётный момент в Нм;

z₁ – число зубьев шестерни, т. е. наименьшего колеса в группе;

y_bd – отношение рабочей ширины венца к -начальному диаметру шестерни d . Подробнее см .Приложение2.1 или [ 9, стр.266].

K_Fb – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине

венца, подробнее см. Приложение2.2 [3, с. 596];

– коэффициент, учитывающий форму зуба, формы зуба, см. Приложение 2.3 [3, с. 588];

s_FP – допускаемое напряжение изгиба материала шестерни (в МПа)

определяют по формуле:

(4.5)

где: s_Flimb –базовый предел выносливости зубьев (МПа), соответствующий базовому числу циклов нагружений N_FO и определяемый в зависимости от способа термической обработки ; например, для стали 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ до твердости HRCэ 45…55 s_Flimb =580 МПа. (подробнее см. 3 стр. 581-587)

– коэффициент долговечности ;

где: – базовое число циклов напряжений ( число циклов напряжений соответствующее перегибу кривой усталости [3 с.579]

где: – число циклов напряжений в соответствии с заданным сроком службы;

Согласно рекомендациям принимаем – коэффициент долговечности 1…2.08, подробнее см. Приложение 2.4 (3, стр. 579; 9, стр. 282);

Полученный по формуле (4.4) модуль округлить до ближайшего стандартного значения по СТ СЭВ 310-76 или ГОСТ 9563-60 (см. табл 1). Определение модуля выполните только для наиболее нагруженных зубчатых колёс в каждой группе. Значение модуля постоянных передач выберите по расчётным модулям групповых передач, устанавливая стандартные значения модулей по ГОСТ 9563-60

Таблица №1

Стандартные значения модулей

Рекомендуется ограничивать количество применяемых модулей в коробке скоростей. С этой целью меньшие модули у колёс быстроходных групп передач округлите в большую сторону. Для уменьшения модуля наиболее нагруженных колёс можно увеличить его ширину, т.е. коэффициент y_bd, или использовать легированные стали с химико-термической обработкой.

При выборе материала для изготовления зубчатых колёс рекомендуется:

1. Не применять без особой необходимости дорогостоящие легированные стали.

2. Назначать не более двух-трёх марок стали, чтобы не усложнять производство.

По принятым значениям модулей в группах передач и числам зубьев колёс определите их основные геометрические характеристики, необходимые для эскизной компоновки; диаметры делительных окружностей, окружностей выступов зубьев и ширину венцов.

Параметры прямозубой передачи при [3, c. 406]

- делительный диметр

- диаметр вершин зубьев

- при [3 c.416].

Межосевое расстояние :

- при [3, c. 406]

- при [3, c. 416]

Делительное межосевое расстояние :

Ширину венцов в группе передач назначьте одинаковой для всех колёс, равной b = d y_bd , где: d – диаметр делительной окружности наименьшего колеса в группе.

Точность зубчатых колёс зависит от их окружной скорости (м/с) [3, c.400;560]:

– окружная скорость

где: – делительный диметр

Таблица №2

Окружная скорость колес в зависимости от их точности