1) Диаметр вершин
da1=dw1+2mn (4.19)
где:
dw1 = 70.99 – диаметр вершин
mn = 3.5 - модуль
da1=70.99+2×3.5=77.99 мм
da2=dw2+2mn (4.20)
где:
dw2 = 354.97 – диаметр вершин
mn = 3.5 - модуль
da2=354.97+2×3.5=361.97 мм
2) Высота головки зуба
ha=mn=3.5 мм
3) Высота ножки зуба
hf=1.25mn=1.25×3.5=4.375 мм (4.21)
4) Толщина обода
a=(2.0-4.0) × mn=3×3.5=10.5 мм
5) Длина ступицы
lcт=(1.2-1.6)dвала
dвала=70 мм
lcт=1.2× 70=72 мм
6) Диаметр ступицы
dcт=(1.6-1.8)dвала
dвала=60 мм
dcт=1.8× 60=108 мм
7) Толщина диска связывающего ступицу и обод
C=(1.0-1.2) × a=1.1×10.5=11.55 мм
8) Диаметр отверстий в диске
(4.22)
где
Dk=df-2a (4.23)
Dk=(347.97)-2×10.5=326.97 мм
мм
9) Окружности центров отверстий
мм (4.24)
 |
Усилия в зацеплении
Определение усилий в зацеплении зубчатых колес необходимо для расчета валов и подбора подшипников.
рис. 4.2.
Окружная сила
(4.24)
где
T – момент на валах колеса (573.07×103) и шестерни (120.61×103)
dw – диаметр вершин колеса (354.97мм) и шестерни (70.99мм)
для шестерни 
Н
для колеса 
Н
Радиальная сила
(4.25) 
где
aw =20о – угол зацепления
b=9.48о
для шестерни 
Н
для колеса 
Н
Осевая сила
(4.26)
для шестерни 
Н
для колеса 
Н
Расчет прямозубой цилиндрической передачи
Проектировочный расчет
Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров. Предварительно выбирают материалы зубчатой пары [1.табл.2.1.]
Выбираем материал шестерни: сталь 45, HB 269-302, термообработка - улучшение.
Предел прочности Gb=890 МПа.
Предел текучести GT=650 МПа.
Выбираем материал колеса: сталь 45, HB 269-302, термообработка - улучшение.
KFb- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, 1.03 для ybd=0.6 [1. рис.2.1.(б)]
1) GHP-допускаемые контактное напряжение (МПа), расчитываем по формуле:
(4.27)
где
GFlim- предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий эквивалентному числу циклов перемены напряжений (МПа), расчитываем по формуле:
(4.28)
где
GНlimb- предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений (МПа), рассчитывается по формуле:
(4.29)
для шестерни:
МПа 
для колеса:
МПа
KН1- коэффициент,учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба, 1
МПа 
-- для шестерни
Мпа -- для колеса
SН-коэффициент безопасности, 1.1
МПа -- для колеса
МПа -- для шестерни
Мпа (4.30)
3) Предварительный расчёт параметров зубчатых колёс.
Определяем диаметр начальной окружности шестерни (мм):
(4.31)
dw1=146.9 мм.
Определяем диаметр начальной окружности колеса
dw2=U×dw1 (4.32)
dw2=637.55 мм.
Определяем межосевое расстояние
aw =(dw1+dw2)/2 (4.33)
aw=(146.9+637.55)/2=392.23 мм.
Модуль зацепления:
mn(min)=0.01×392.23=3.93 мм
mn(max)=0.02×392.93=7.89 мм
Принимаем окончательно модуль зацепления из ряда (табл.4.2.).
Таблица 4.2
| 1-й ряд | 6.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 | 13.0 | 15.0 | ||
| 2-й ряд | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 | 16.0 |
Принимаем mn=6 мм.
3) Определяем параметры зубчатых колес
Z1-число зубьев шестерни
(4.34) 
где
Z2-число зубьев колеса
(4.35)
где
U – предаточное число, 4.34
Уточняем передаточное число
Определяем диаметр начальной окружности шестерни
dw1=Z1×mn (4.36)
dw1=24×6=144 мм
Определяем диаметр начальной окружности колеса
dw1=Z2×mn (4.37)
dw1=104×6=624 мм.
Определяем межосевое расстояние
aw =(dw1+dw2)/2 (4.38)
aw=(144+624)/2=384 мм.
Определяем окружную скорость
V=(w3×dw1)/(2×1000) (4.39)
V=(4.17×144)/(2×1000)=0.3 м/с
Выбираем степень точности передачи: 8-я степень точности
[1. табл.2.2.]
Определяем рабочую ширину венца колеса по формуле:
b2=ybd×dw1 (4.40)
b2 =0.6×144=86.4 мм.
Определяем рабочую ширину венца шестерни по формуле:
b1=b2+2×m (4.41)
b1=86.4+2×6=98.4 мм.
Проверочный расчет
Расчетное напряжение изгиба зубьев GF (МПа) определяют по формуле:
(4.42)
где
UF-коэффициент, учитывающий форму зуба, 3.8 [1. рис.2.3.]
UE- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, 1 [1. табл.2.7]
Ub- коэффициент, учитывающий наклон зуба, 1
Ft- удельная расчетная окружная сила (H/мм), определяем по формуле:
(4.43)
где
KFa-коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, 1 [1. табл.2.7]
KFb-коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, 1.08 [1. рис.2.1]
KFV-коэффициент,учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении, 1.25 [1. табл.2.6]
МПа