Расчет зубьев шестерен коробки передач на изгиб

Расчет на прочность зубьев шестерен коробок передач заключается в определении максимальных контактных напряжений на активных поверхностях зубьев, напряжений изгиба зубьев и сопоставлении полученных напряжений с соответствующими предельными. Причем за величину последних в данном расчете принимаются напряжения при однократном воздействии которых возможно или значительное повреждение рабочей поверхности зуба (смятие, вдавливание, растрескивание) или его поломка.

Расчетная нагрузка принимается исходя из величины максимального крутящегося момента, действующего на низшей передаче.

Рис. 2.3. Расчетная схема к определению прочности зубьев шестерни коробки передач

В качестве оценочного расчета, применяемого при приближенных проектировочных расчетах, используют формулу для проверки зубьев шестерен и зубчатых колес по номинальным напряжениям изгиба.

, МПа, (2.9)

где – окружная сила, действующая на зуб, Н;

b – длина линии контактов зубьев, м;

mn – нормальный модуль зубчатого зацепления, м;

– коэффициент напряжения изгиба зуба, определяется по таблицам и номограммам;

– коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Для прямозубых шестерен в среднем = 1,3, для косозубых = 2;

– коэффициент, учитывающий вид зуба и точность его изготовления, в зависимости от класса точности от 1 до 1,16;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

– коэффициент, учитывающий влияние свойств смазочного материала, при применении рекомендованных для данной конструкции марок ;

– коэффициент, учитывающий влияние размеров зубчатого колеса и его зубьев.

Значения основных расчетных коэффициентов приведены в Приложении.

Окружная сила:

(2.10)

где – расчетный момент, приложенный к рассчитываемой шестерне или колесу, н·м;

–диаметр начальной окружности шестерни, м.

н

где – передаточное отношение от коленчатого вала двигателя до вала рассчитываемой шестерни или колеса.

В общем случае где – число зубьев в ведомой шестерне на выбранной передаче и – число зубьев в ведущей шестерне, кроме этого оно может быть принято по технической характеристике рассчитываемой коробки передач.

Радиус начальной окружности приближенно может быть измерен по самой рассчитываемой шестерне, либо найден из соотношения:

где межосевое расстояние в коробке передач (см. Приложение 2).

Длина линии контакта зубьев для прямозубой шестерни может быть ориентировочно принята равной ширине ее венца b, а для косозубой шестерни эта величина находится следующим образом:

где b – ширина венца косозубой шестерни, м;

– угол наклона зубьев, град., и для легковых автомобилей для двухвальных коробок передач составляет 22 – 34 ,а для грузовых автомобилей 18 .

Допускаемые напряжения для низших передач принимаются значительно более высокими, чем для шестерен высших передач, так как на низших передачах коробки работают при меньшем использовании крутящего момента двигателя.

Для первой передачи и передачи заднего хода.

[ = 600 900 Мпа (6000 ).

Для высших передач

[ = 200 400 Мпа (2000

Результаты расчетов и измерений заносят в таблицу, после чего делается вывод о работоспособности зубьев шестерен коробки передач.

Номер шестерен определяется ее последовательностью в передаче крутящего момента двигателя.

Приведенный расчет может быть использован в качестве проектировочного или оценочного расчета и должен быть выполнен для всех пар шестерен коробки передач.

Дата добавления: 2014-12-08