ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ОРТОГОНАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ С ПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ

Рассчитать зубчатую коническую прямозубую передачу одноступенчатого ре­дуктора с моментом на выходе = 900 Нм.

Частоты вращения входного и выходного валов передачи равны

= 210 об/мин и =70 об/мин соответственно (передаточное число и = 3).

Передача нереверсивная. Шестерня передачи расположена консольно относи­тельно опор. Время безотказной работы =10 000 часов в тяжелом режиме на-гружения.

Зубчатые колеса изготовлены из стали 40Х, закаленной по поверхности до твер­дости термообработка типа «улучшение» с последующей закалкой ТВЧ по контуру до заявленной твердости.

В качестве параметров исходного контура инструмента принять:

коэффициент высоты головки зуба; коэффициент высоты ножки зуба;

— коэффициент радиального зазора;

Расчет Определение допускаемых напряжений Расчет допускаемых напряжений по контакту и по изгибу не зависит от типа зубчатой передачи. Поскольку исходные данные для расчета рассматриваемой ко­нической передачи совпадают с аналогичными данными цилиндрической передачи (п, 3.1), то в качестве допускаемых напряжений можно принять значения, получен­ные в п. 3.1. Следовательно, имеем: 1. допускаемое напряжение усталостной прочности по контакту: = 804 МПа; 2. допускаемые напряжения усталостной прочности по напряжениям изгиба: для шестерни: = 352,94 МПа; для колеса: = 352,94 МПа. Расчет геометрии передачи из условия прочности по контактным напряжениям На этапе проектировочного расчета, как и в п. 3.1, значение коэффициента ди­намичности нагрузки полагается равным = 1,0. Коэффициент концентрации нагрузки зависит от величины конструктивно- го коэффициента = , где — ширина зубчатого венца. В свою оче-

— угол профиля рейки.

146 Глава 3. Передаточные механизмы

редь, для определения необходимо задать коэффициент ширины зубчатого
венца , значения которого лежат в диапазоне . Выбира­
ем . Тогда для конструктивного коэффициента с учетом (7.2.7)
имеем

Используя данные табл. 7.1.4, для заданного по условию консольного размеще­ния шестерни относительно опор получаем

Аналогично можно определить значение коэффициента концентрации нагрузки при расчете на изгиб . Согласно табл. 7.1.5 запишем

Внешней диаметр колеса рассчитывается по формуле 7.2.29, полученной из условия прочности по допускаемым контактным напряжениям (7.2.28):

где

Следовательно, внешнее конусное расстояние конического зацепления R_e, со­гласно (7.2.7), равно

Для рассматриваемых исходных данных получаем

Для обеспечения выполнения геометрических и технологических условий изго­товления конических передач количество зубьев шестерни вычисляется по сле­дующей формуле, которая носит рекомендательный характер [3, стр. 101]:

3.2. Проектировочный расчет зубчатой конической передачи с прямыми зубьями 147

Поскольку количество зубьев шестерим может быть только целым числом, сле­довало бы принять = 20. Но, как покажут дальнейшие расчеты, для такого числа зубьев не будет выполняться условие прочности по контактным напряжениям, по­этому число зубьев нужно увеличить: = 21.

Расчетное значение внешнего окружного модуля, согласно 7.2.6, равно

Следовательно, для передачи с прямым зубом имеем

Полученную величину модуля округляем, принимая ее равной ближайшему значению из нормального ряда (табл. 7.1.2), т. е. в данном случае = 5. Число зубьев колеса равно . Зная , можно получить

уточненные значения диаметров шестерни и колеса:

 

 

 

Тогда уточненное значение внешнего конусного расстояния конического зацеп­ления равно (7.2.7):

 

а значение рабочей ширины колеса:

 

Полученное значение округляем до целого, т. е. полагаем = 46 мм. Теперь необходимо уточнить значение коэффициента ширины зубчатого венца:

 

а также пересчитать коэффициенты

 

148 Глава 3. Передаточные механизмы

Средний окружной модуль (7.2.9):

Средние делительные диаметры шестерни и колеса (табл. 7.2.1):

Угол делительного конуса шестерни (табл. 7.2.1):

Угол делительного конуса колеса (табл. 7.2.1):

Коэффициент смещения инструмента равносмещенной передачи (из 7.2.12 при

Среднее конусное расстояние (7.2.8):