4. Расчёт зубчатых передач

4.1. Определение расчётного контактного напряжения

Основная причина ограничения ресурса закрытых зубчатых передач – усталостное повреждение поверхностей контакта, или усталостное выкрашивание. Критерий контактной усталостной прочности зубьев

_H [_H], (18)

где _H, [_H] – соответственно расчётное контактное напряжение и допускаемое контактное напряжение, принятое по условию отсутствия усталостного повреждения поверхности зубьев.

При выполнении расчётов рекомендуется заполнять таблицу 15, внося все данные для одной, а затем для другой передачи.

Таблица 15

Параметры проектируемых зубчатых передач

Параметр	Тихоходная передача	Быстроходная передача
Межосевое расстояние	ат=135	аб=115
Передаточное отношение	iт = 4	iб =5
Момент T1	T1=165,33	T1=33,7
Модуль зацепления	т=3	т=2
Число зубьев шестерни	z1 =17	z1 =18
Число зубьев колеса	z2=68	z2 =90
Диаметр d1	d1=54	d1=38
Ширина венца зубчатого колеса b	b =45	b =25
Коэффициент bd	bd=0,83	bd=0,65
cos	cos=0,967	cos=0,944
Коэффициент 	=1,589	=1,575
Расчётная длина линии контакта зубьевl	l = 73,986	l =41,711
Коэффициент КH	КH=1,13	КH=1,22
Окружная скорость , м/с	=0,405	=1,484
Коэффициент КHv	КHv=1,01	КHv=1,01
Коэффициент КH	КH=1,45	КH=1,3
Расчётное значение H, МПа	H=1025	H=831

Расчётное значение _H для зубчатой передачи с внешним зацеплением определяют по формуле

(19)

_H= 1,18

где E_пр– приведенный модуль упругости материалов контактирующих зубьев; в данном случае шестерни и колёса изготавливаются из сталей, поэтому E_прЕ = 2,1 10⁵ МПа;

Т₁–момент, передаваемый шестерней рассчитываемой зубчатой пары;

d₁ – делительный диаметр этой шестерни;

l_ – расчётная (суммарная) длина линии контакта зубьев передачи.

Зависимость l_от_ принимают в виде:

– для прямозубых передач l_= 3b/(4 – _), где b– ширина венца колеса; где _ [1,88 – 3,2 (1/ z₁  1/ z₂)];

– для косозубых передач при _ 1 расчётная длина контактной линии l_= b_/cos_b или l_b_/cos;

где _ [1,88 – 3,2 (1/ z₁  1/ z₂)]cos;

К_Н–коэффициент расчётной нагрузки вводится в виде произведения коэффициентов, учитывающих влияние ряда факторов условий изготовления и работы зубчатой передачи, а также особенностей её конструкции:

К_Н = К_АК_НК_НК_Н. (20)

Коэффициент К_А учитывает внешнюю динамическую нагрузку, если она не учитывалась при определении коэффициента долговечности Z_Н (см. ниже). В данном курсовом проекте примем К_А= К₂ так же, как в (10).

Коэффициент динамической нагрузкиК_Нучитывает повышение нагрузки зубьев из-за непостоянства передаточного отношения, обусловленного только погрешностями изготовления колёс.

Значение К_Н зависит от скорости, твёрдости поверхности зубьев и степени точности зубчатых передач. Степень точности зубчатых колёс принимается в зависимости от назначения и условий работы (таблица 16). Значения К_Н,приведенные в таблице 17, можно использовать в учебных целях и для предварительных расчётов передач.

Таблица 16

Рекомендуемая степень точности цилиндрических зубчатых передач

Степень точности	Окружная скорость, м/с		Примечание
	прямозубой передачи	косозубой передачи
6 7 8 9	 20  12  6  2	 30  20  10  4	Высокоточные передачи, механизмы делительные, отсчётные и т.п. Точные передачи (повышенные нагрузки при умеренных скоростях, умеренные нагрузки при высоких скоростях) Передачи общемашиностроительного назначения средней точности Тихоходные передачи пониженной точности

Таблица 17