Уточнение контактных напряжений на поверхности зубьев, назначение технологии изготовления, проведение экономической оптимизации параметров

Для определения действительных значений контактных напряже­ний необходимо уточнить истинное значение коэффициента на­грузки К, так как ранее он был выбран условно. Коэффициент нагруз­ки учитывает неравномерность распределения напряжений по длине зуба при помощи коэффициента концентрации К_β , а также увеличение уровня напряжений из-за ударов зубьев в пределах радиального зазо­ра при помощи коэффициента динамичности К_V. То есть

Коэффициент концентрации зависит от прирабатываемости зубь­ев. Чтобы определить, будет ли передача прирабатываться, проверяют наличие двух условий:

-твердость поверхности колеса НВ<350 (HB=221);

- окружная скорость колес V<15 м/с (V=1,57 м/с).

Следовательно, передача прирабатывается.

Значение коэффициента концентрации K_β:

Для определения коэффициента динамичности K_V необходимо назначить класс точности их изготовления. По экономическим соображениям можно принять невысокий класс точности, например 8. Тогда значение K_V можно определить, учитывая твёрдость поверхности колеса и направление зубьев на нём.

(8-ой класс точности, НВ<350, косозубая передача)

Также для косозубой передачи определить коэффициент K _Hα, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями. При выбранном классе точности и известной окружной скорости Vм/с его можно определить по графику.

K _Нα =1,065 (V=1,57м/c, 8-ой класс точности.

Определим контактные напряжения на зубьях:

Где А= 8500 для косозубых передач,

U^*_ред – уточненное передаточное отношение редуктора, связанное с округлением числа зубьев.

Теперь можно проверить, не нарушено ли условие прочности для полученных зубчатых колёс, и приступить к оптимизации конструкции и технологии передачи. Для этого нужно оценить величину отклонения действующих в зубьях напряжений от допустимых для выбранного материала.

Условие 5%>e>-5% выполнено, оптимизация проведена.

Конструирование зубчатого колеса

Основные размеры зубчатых колес: b— ширина зубчатого венца, d_a - диаметр выступов, d_f— диаметр впадин, d - диаметр делительной окружности известны из расчета зубчатой передачи. Длина ступицы l_ст, создаваемой на зубчатом колесе для крепления его на валу, долж­на быть достаточной для предотвращения перекосов при монтаже. Требуемый уровень жесткости вала одноступенчатого редуктора достигается, если его диаметр d_в в месте установки зубча­того колеса составляет

,

Где а_w - межцентровое расстояние зубчатых колес в редукторе.

Длина ступицы:

Диаметр ступицы:

Толщина обода:

Но не мене 8 мм. Здесь m_n – нормальный модуль зубьев, известный из расчета зубчатых колёс.

Толщина диска для литых колёс:

Диаметр центров отверстий:

Где D_о- внутренний диаметр обода, может быть замерен по эскизу в процессе построения колеса.

Диаметр облегчающих отверстий:

Фаска:

Радиусы закруглений для литых колёс принимаются R≥10мм, а также оставляются уклоны поверхностей γ≥7^о.