Расчет конических закрытых зубчатых передач

Расчет передач выполняется по формулам записанным в параметрах эквивалентных цилиндрических передач с учетом 15% снижения передаваемой мощности. Передачи с коническими прямозубыми колесами применяют при окружной скорости υ< 2 м/ с. При более высоких скоростях целесообразно применять колеса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, большую несущую способность (в 1,45 раз больше, чем прямозубые тех же размеров).Основные параметры конических передач определяют с введением корректирующего коэффициента v, значение которого зависит от вида колес (прямозубые или с круговыми зубьями) и вида напряжений (σ_H, σ_F)

Исходные данные: Схема редуктора, Т₁, Т₂, Н.м., п₁, п₂, мин.^{- 1}, u, Т_max/T_nom,[σ]_H, [σ]_F,МПа

1.1.Проектный расчет закрытой конической передачи с прямыми и круговыми зубьями относительно внешнего делительного диаметра.

1.1.1.Определяют внешний делительный диаметр колеса (мм)

d_e2= К_d

К_d = 165 - вспомогательный коэффициент;

Т₂ - номинальный вращающий момент на валу колеса, Н. М;

К_Нβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого колеса (НВ, вид зубьев) в зависимости от коэффициента ширины ψ_bd = 0,166.Для прирабатывающихся колес (Н₂ ≤ 350 НВ):

прямозубых К_Нβ = 1,0; с круговыми зубьями К_Нβ = 1,1.

К_НV – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения для колес:

- прямозубых при твердости зубьев ≤ 350 НВ – 1,25

> 350 НВ – 1,2

- с круговым зубом при твердости ≤ 350 НВ – 1,1

> 350 НВ – 1,05

u.- передаточное число;

[σ]_H – допускаемое контактное напряжение;

J_H - коэффициент вида зубьев: для передач с прямыми зубьями J_H= 0,85, для передач с круговыми зубьями принимают по таблице:

Формулы для определения коэффициентов J_H, J_F , С

Твердость Н1, Н2 зубчатых колес	Значения коэффициентов
JН	JF
H1≤ 350 HB H2 ≤ 350 HB	1,22+0,21u	0,,094+0,08u
H1 ≥ 45 HRC H2 ≤ 350 HB	1,13+0,13u	0,85+,004u
H1 ≥ 45 HRC H2 ≤ 45 HRC	0,81+0,15u	0,65+0,11u

Принятые обозначения: У – улучшение; З – закалка объемная; ТВЧ – закалка поверхностная при нагреве ТВЧ; Ц – цементация

Ширина венца шестерни b₁ = b₂ при одинаковой твердости рабочих поверхностей зубьев и b₁ = b₂ +(2....4) мм. b = 0,285R_e

1.1.2.Число зубьев колеса вычисляют по эмпирической формуле

Z₂ = С u² d_e2, где С - коэффициент вида зубье (таблица)

Число зубьев шестерни Z₁ = Z₂/u, полученное число округляют в ближайшую сторону до целого.

Фактическое передаточное число u_ф = Z₂/Z₁,отклонение от ранее выбранного не должно

Превышать 4% u^¡ = (u_ф - u)·100/u < 4%

1.1.3.Определяют внешний окружной модуль для колес:

- с прямыми зубьями m_e = d_e2/Z_2,

- с круговыми зубьями m_te = d_e2/Z₂,принимать окружной модуль меньше 1,5 мм. не желательно.Внешний окружной модуль можно определить из условия прочности при изгибе: m_e(m_te) ≥

m_e – для колес с прямыми зубьями

m_te – для колес с круговыми зубьями

К_Fβ = 1 + 1,5ψ_bd/S ≤ 1,7 S = 2

1.1.4.Основные геометрические размеры передачи

Углы делительных конусов:

- колеса δ₂ = arctq u

- шестерни δ₁ = 90^о – δ₂

Конусное расстояние:

- внешнее R_e = 0.5m_te= d_e2 /2Sinδ₂

- среднее R_m = R_e – 0,5 b

Диаметры:

- внешний делительный диаметр шестерни d_e1 = m_te·Z

- внешние диаметры вершин зубьев шестерни и колеса:

- для прямозубых передач d_ae1 = d_e1 + 2 m_e·cosδ₁

d_ae2 = d_e2 + 2 m_e·cosδ₂

_- для передач с круговыми зубьями d_ae1 = d_e1+ 1,64m_²te·cosδ₁

d_ae2 = d_e2 + 1,64m_te·cosδ₂

- средние делительные диаметры:

шестерни d₁ = d_e1(1-0,5 К_ве)

колеса d₂ = d_e2(1 –0,5К_ве),

где коэффициент ширины зубчатого венца К_ве = b/R_e = 0,25 …0,3

1.1.5.Силы действующие в зацеплении

Окружная сила на среднем диаметре F_t2 = 2Т₂/d_m2 d_m2 = 0,857d_e2

Осевая сила на шестерне, равная радиальной силе на колесе:

- для передач с прямыми зубьями (ά = 20^о)

F_a1 = F_r2 = F_t1·tq ά·sinδ₁

- для передач с круговыми зубьями правого направления зубьев шестерни и ее вращения по ходу часовой стрелки

F_a1 = F_r2 = F_t1(0,44 sin δ₁ + 0,7 cos δ₁)

Радиальная сила на шестерне, равная осевой силе на колесе:

- для передач с прямыми зубьями

F_r1 = F_a2 = F_t1¸tqά·cosδ₁

- для передач с круговыми зубьями

F_r1 = F_a2 = F_t1 (0,44 cosδ₁ – 0,7 sin δ₁)

1.1.6.Определяем среднюю окружную скорость колес, назначаем степень точности передачи υ = ω_1·d₁/(2 1000), м/с. При этом для прямозубых конических колес степень точности принимают на единицу меньше ее фактического значения.

Дата добавления: 2014-01-20