Расчёт зубчатых и червячных передач (стр. 7 из 9)

Значение коэффициента смещения инструмента для колёс принимают равным коэффициенту смещения инструмента для шестерни, но с обратным знаком:

, (6.12)

Для передач, у которых z и U отличаются от указанных в табл. 6.4 и табл. 6.5, коэффициенты х_е1 и х_п1 принимают с округлением в большую сторону.

Таблица 6.4

Коэффициент смещения х_е1 по ГОСТ 19624-74

для шестерни с прямыми зубьями

z1	Передаточное число
	1,0	1,25	1,6	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0
12	—	—	—	—	0,50	0,53	0,56	0,57
13	—	—	—	0,44	0,48	0,52	0,54	0,55
14	—	—	0,34	0,42	0,47	0,50	0,52	0,53
15	—	0,18	0,31	0,40	0,45	0,48	0,50	0,51
16	—	0,17	0,30	0,38	0,43	0,46	0,48	0,49
18	0	0,15	0,28	0,36	0,40	0,43	0,45	0,46
20	0	0,14	0,26	0,34	0,37	0,40	0,42	0,43
25	0	0,13	0,23	0,29	0,33	0,36	0,38	0,39
30	0	0,11	0,19	0,25	0,28	0,31	0,33	0,34
40	0	0,09	0,15	0,20	0,22	0,24	0,26	0,27

Таблица 6.5

Коэффициент смещения х_п1 по ГОСТ 19624-74

для шестерни с круговыми зубьями

z1	Передаточное число
	1,0	1,25	1,6	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0
12	—	—	—	0,32	0,37	0,39	0,41	0,42
13	—	—	—	0,30	0,35	0,37	0,39	0,40
14	—	—	0,23	0,29	0,33	0,35	0,37	0,38
15	—	0,12	0,22	0,27	0,31	0,33	0,35	0,36
16	—	0,11	0,21	0,26	0,30	0,32	0,34	0,35
18	0	0,10	0,19	0,24	0,27	0,30	0,32	0,32
20	0	0,09	0,17	0,22	0,26	0,28	0,29	0,29
25	0	0,08	0,15	0,19	0,21	0,24	0,25	0,25
30	0	0,07	0,11	0,16	0,18	0,21	0,22	0,22
40	0	0,05	0,09	0,11	0,14	0,16	0,17	0,17

6.12 Внешние диаметры вершин зубьев

Шестерни:

(6.13)

Колеса:

(6.14)

6.13 Средний модуль

Средний окружной модуль для прямозубых колёс:

(6.15)

Средний нормальный модуль для колёс с круговыми зубьями:

(6.16)

при b_m=35°

Модули m_m и m_п не округлять.

6.14 Окружная скорость колёс

, м/с (6.17)

где

.

6.15 Проверка передачи по контактным напряжениям

, МПа (6.18)

где Т₂ – момент кручения на валу конического колеса, Н´м; U – фактическое передаточное число (см. п. 6.5); d_e2 – диаметр внешней делительной окружности колеса (см. п. 6.1), мм; u_н – табл. 6.1; К_Нb и К_Нv – см. п. 6.1.

6.16 Проверка зубьев конических колёс на изгибную выносливость

6.16.1 Расчётное напряжение в опасном сечении зуба колеса

Прямозубые колёса:

(6.19)

Колёса с круговыми зубьями:

(6.20)

где Т₂ – номинальный крутящий момент на валу конического колеса, Н´м; d_e2, в и m_e (m_te) – в мм; u_F=0,85 – прямозубые колёса по табл. 6.1; Y_F2 – коэффициент, учитывающий форму зуба колеса, находят по табл. 4.9 с учётом коэффициента смещения инструмента; для прямозубого колеса – по эквивалентному числу колеса:

и (6.21)

и

К_Нb и К_Нv – определяют аналогично цилиндрическим передачам (см. п. 4.12.1); [d]F2 – допускаемое напряжение изгиба для зуба колеса (см. п. 3.3), МПа.

6.16.2 Расчётное напряжение в опасном сечении зуба шестерни

, МПа (6.22)

Значение Y_F1 определяют аналогично определению этого параметра для колеса.

[d]_F1 – допускаемое напряжение изгиба для зуба шестерни, МПа (см. п. 3.3).

6.17 Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку

6.17.1 Максимальные контактные напряжения на рабочих поверхностях зубьев

, МПа (6.23)

где d_Н – расчётное контактное напряжение (см. п. 6.15), МПа; [d]_Нmax – максимальное допускаемое напряжение (см. табл. 3.2), МПа; Т₂ и Т_2пик – определяют аналогично нахождению этих параметров для цилиндрических передач (см. п. 4.13.1).

6.17.2 Максимальное напряжение изгиба в зубьях зубчатых колёс

, МПа (6.24)

d_F – расчётное напряжение изгиба (см. п. 6.16), МПа; [d]_Fmax – максимальное допускаемое напряжение (см. табл. 3.2), МПа.

6.18 Силы, действующие в коническом зацеплении

Направления действия сил, возникающих в зацеплении, показаны на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема сил в конической передаче

6.18.1 Окружная сила на среднем диаметре

, Н (6.25)

где Т₂ – в Н´м; d_е2 – в мм.

6.18.2 Окружная сила на шестерне

Прямозубые колёса:

(6.26)

Колёса с круговыми зубьями:

(6.27)

Радиальная сила на шестерне:

Прямозубые колёса:

(6.28)

Колёса с круговыми зубьями:

(6.29)

Коэффициенты g_а и g_r определяются по табл. 6.6 и входят в формулу со своими знаками. Напряжение наклона зуба шестерни выбирают таким, чтобы сила F_a1 была направлена к основанию конуса.

Таблица 6.6

Коэффициенты g_а и g_r

Направление зуба и вращения колеса		Коэффициент осевого усилия gа	Коэффициент радиального усилия gr
Направление линии зуба правое. Вращение по часовой стрелке.	при bm=35°	при bm=35°
Направление линии зуба левое. Вращение против часовой стрелки.
Направление линии зуба правое. Вращение против часовой стрелки.	при bm=35°	при bm=35°
Направление линии зуба левое. Вращение по часовой стрелке.

7. РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

7.1 Выбор материалов червяка и червячного колеса

Для изготовления червяков применяют углеродистые и легированные стали (см. табл. 3.1). Выбор марки стали зависит от назначаемой термообработки червяка и его габаритов. Материалы, применяемые для червячных колёс (см. табл. 7.1), по убыванию их антизадирных и антифрикционных свойств можно разделить на три группы: группа I – высокооловянистые (10¸12%) бронзы, группа II – безоловянистые бронзы и латуни, группа III – мягкие серые чугуны. Ожидаемое значение скорости скольжения при выборе материалов I и II групп определяют по зависимости:

, м/с (7.1)

где n₁ – число оборотов червяка, об/минимальный; Т₂ – крутящий момент на валу червячного колеса, Н´м.

Таблица 7.1

Материалы для червячных колёс

Группа	Наименование материала	№	Способ отливки	Механические свойства, МПа				Рекомендуемыйпредел скорости скольжения, vск, м/с
				sв	sт	sн	E
I	Бр. ОФ10-1	12	ЗМ	230250	140200	——	0,75´105	£25
	Бр. ОНФ10 1-1	3	Ц	290	170	—	1´105	£35
	Бр. ОЦС6-6-3Бр. ОЦС5-5-5Бр. СуН7-2	4567	ЗМЦ	180200220180	90	—	0,75´105	£12£25
II	Бр. АЖ9-4Бр. АЖН10-4-4Бр. АжМц10-2-1,5	8910111213	ЗМЦМЦМ	400500500600600500	200	—	1´105	£5
	ЛАЖМц66-6-3-2	141516	ЗМЦ	600650700	240	—	1´105	£5
	ЛМцС58-2-2ЛмцОС58-2-2	1718	ЗЗ	340500	140580	—	1´105	£5
III	СЧ12-28СЧ15-32СЧ18-36	192021	З	———	———	280320360	1´105	£3£3£2

З – в землю, М – в металлическую форму, Ц – центробежный.