9. Проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба
Определим допускаемые изгибные напряжения, гарантирующие отсутствие зарождения в корне зуба усталостных изгибных трещин,
отсутствие общих остаточных деформаций зубьев.
Запишем условие прочности по напряжениям изгиба для зубьев
колеса:
,
и
для зубьев шестерни:
.
Определим коэффициенты нагрузки KFβ и KFV:
–
коэффициент,
учитывающий неравномерность распределения
нагрузки по длине зуба; определяем по
[1] в таблице 11.4.1 в
зависимости от принятой схемы расположения
колес и твердости зубьев.
.
-
коэффициент, учитывающий динамичность
нагрузки, возникающей в зацеплении;
принимаем
.
Коэффициенты формы зуба YF1 и YF2 колеса, определяемые для конических передач по графикам рис. 10 ГОСТ 21354-87 в зависимости от эквивалентного числа зубьев:
Эмпирический коэффициент vF=0,85. Значения напряжений изгиба зубьев колеса и шестерни соответственно:
,
Зубья значительно недогружены по напряжениям изгиба, но уменьшать ширину зуба и прочность материала нельзя, так как запас по контактным напряжениям мал.
10. Проверочный расчет зубьев на отсутствие остаточных деформаций при действии пиковых нагрузок
Под пиковой перегрузкой будем понимать возникающий при пуске максимальный момент электродвигателя Тmax. Отношение Тmax/Тном
указано в таблицах каталога электродвигателя (для выбранного электродвигателя Тmax/Тном =2.2).
Проверяем на контактную прочность при пиковой перегрузке:
Следовательно, местная пластическая деформация зубьев будет отсутствовать.
Проверяем на изгибную прочность при перегрузке:
Следовательно, общая пластическая деформация зубьев будет отсутствовать.
Проверочный расчет показал, что в корне зуба шестерни или колеса не будет зарождения усталостной изгибной трещины, и будут отсутствовать общие остаточные деформации зубьев и их хрупкий излом.
11. Геометрический расчет зацепления конической зубчатой передачи
Для прямозубых колес единственной является осевая форма - нормально понижающиеся зубья, у которых вершины делительных конусов и конусов впадин совпадают. Расчёт геометрических параметров конических прямозубых передач регламентируется ГОСТ 19624-74.
И
сходный
контур по ГОСТ 16202-81 имеет параметры:
α=20°, ha*=1
и с*=0.2. Так как зубья без модификации,
то x1=xn1=0.
Высота головки зуба в расчетном (среднем) сечении шестерни и колеса соответственно:
Внешняя высота головки зуба:
Высота ножки зуба в среднем сечении шестерни и колеса соответственно:
Внешняя высота ножки зуба:
Угол ножки зуба:
Угол головки зуба:
Угол конуса вершин:
Угол конуса впадин:
Внешний диаметр вершин зубьев:
Внешний диаметр впадин зубьев:
12. Определение усилий в зацеплении зубчатых колес
Усилие, действующее в зацеплении конических зубчатых колёс, раскладывается на 3 составляющие.
Окружные
усилия на средних диаметрах делительных
конусов колёс:
Радиальное усилие на колесе Fr2, равное по модулю осевому усилию на шестерне Fа1 составляет:
Здесь =20о – угол профиля исходного контура; 1 - угол делительного конуса шестерни.
Осевое усилие на колесе Fa2, равное по модулю радиальному усилию на шестерне Fr1, определяют по зависимости:
