- •Расчёт и конструирование силового механического привода
- •2. Выбор материала и термообработки зубчатых колёс.
- •3. Определение наиболее нагруженного зубчатого зацепления.
- •4. Определение ориентировочных параметров зубчатых передач кп.
- •5. Расчёт допускаемых напряжений.
- •5.1. Расчёт допускаемых контактных напряжений
- •5.1.1. Расчёт коэффициента долговечности
- •5.1.2. Расчёт коэффициента влияния окружной скорости
- •5.2. Расчёт допускаемых напряжений при изгибе
- •6. Определение межосевого расстояния.
- •6.1. Определение коэффициента контактной нагрузки kн
- •6.1.1. Определение динамического коэффициента kНυ
- •6.1.2. Определение коэффициента неравномерности нагрузки kHβ.
- •6.1.3. Определение коэффициента распределения нагрузки kHα
- •6.2. Проверочный расчёт зубчатого зацепления по пиковым контактным напряжениям.
- •7. Определение модуля зубчатой передачи.
- •7.1. Определение коэффициента нагрузки kf
- •7.2. Определение коэффициента формы зуба yfs
- •7.3. Определение коэффициентов Yε и Yβ
- •7.4. Проверочный расчёт зубчатого зацепления по пиковым напряжениям изгиба
- •8.1. Расчёт параметров зацепления
- •9. Расчёт геометрических параметров зубчатых передач
- •9.1. Расчёт геометрических параметров трёхвальной кп
- •1. Расчёт валов.
- •1.1. Расчёт валов на статическую прочность
6.1.2. Определение коэффициента неравномерности нагрузки kHβ.
Неравномерность распределения нагрузки обусловлена погрешностями изготовления (погрешностями направления зуба) и упругими деформациями валов, подшипников. Зубья зубчатых колёс в процессе работы прирабатываются, в результате чего распределение нагрузки становится более равномерным. Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы и после приработкиKHβ:
KHβ = 1 + (– 1) KHω,
где KHω – коэффициент, учитывающий приработку зубьев.
Значение коэффициента kHω определяется в зависимости от окружной скорости шестерни Vш (м/с) по формуле:
KHω = 1 – ,
где HHV – твёрдость зубчатого колеса.
Определим KHω
KHω = 1 – = 0,749
Значение коэффициента определяется по графику и будет равно 1,2.
Тогда KHβ будет равно:
KHβ = 1 + (1,2– 1)* 0,749 = 1,1498
6.1.3. Определение коэффициента распределения нагрузки kHα
Коэффициент kHα, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, находят из соотношения:
KHα = KHψ KHγ ,
где |
KHψ – коэффициент, учитывающий непостоянство интенсивности нагрузки на наклонных контактных линиях; KHγ – коэффициент, учитывающий влияние точности изготовления зубчатого колеса на распределение нагрузки. |
Для косозубых передач при εβ ≥ 1 KHψ = 1,33. KHγ определяется по таблице и будет равно 1,05.
Определим KHα
KHα = 1,33 * 1,05 = 1,39
Теперь определим коэффициент контактной нагрузки KН
KН = 1,39 * 1,1498 * 1,029 = 1,64
6.2. Проверочный расчёт зубчатого зацепления по пиковым контактным напряжениям.
Проверка на контактную прочность проводится при рассчитанном значении аω и при пиковой нагрузке:
σН пик = σН ≤,
где |
σН пик – контактное напряжение при пиковой нагрузке, МПа; σН – действующее контактное напряжение при расчётном моменте, МПа; Трi – расчётный момент, действующий в i-том зацеплении, Н·м; Тр max – максимальный (пиковый) момент, Н·м; –предельное допускаемое контактное напряжение, МПа. |
Максимальный (пиковый) момент Тр max, возникающий при переходных режимах движения автомобиля (при трогании с места или разгоне, резком торможении), определяют по формуле:
Тр max = Кд Те max uкп i,
где Кд – коэффициент динамичности.
Значения коэффициента Кд равен:
- для грузовых автомобилей Кд = 2,0…2,5.
Определим максимальный момент:
Тр max = 2 * 413 * 5,76 = 4757,76 Н∙м
Действующее контактное напряжение:
σН = ZE ZН Zε .
Определим его:
σН = = 5627,7 МПа
При невыполнении условия (6.9) необходимо уточнить межосевое расстояние аω по действующему контактному напряжению σН пик при пиковой нагрузке:
σН пик =
Найдём это значение:
σН пик == 8247,19 МПа
Определим межосевое расстояние:
а = 225,5(1 +3,3 ) × = 142,47 мм
При невыполнении условия необходимо уточнить межосевое расстояние аω по действующему контактному напряжению σН пик при пиковой нагрузке:
σН пик =
Для этого сначала определим :
= 44 ННRC = 44 * 50,5 = 2222 МПа
Теперь сосчитаем σН пик:
σН пик = =1516,72 МПа
Таблица:
Определение межосевого расстояния а
Коэффициент ZЕ |
МПа |
191,7 | |||||||||
Коэффициент Zε |
- |
0,79 | |||||||||
Угол αt |
град |
21,8 |
Коэффициент ZН |
- |
2,3 | ||||||
Угол |
град |
24,7 | |||||||||
Коэффициент KV∆ |
- |
1,01 |
Коэф. KНυ |
1,029 |
Коэф. KН |
- |
1,64 | ||||
Коэффициент KVe |
- |
1,05 | |||||||||
Твёрдость HHV |
- |
520 |
Коэф. KНβ |
1,1498 | |||||||
Окружная скорость Vш |
м/с |
0,601 | |||||||||
Коэффициент KНω |
- |
0,749 | |||||||||
Коэффициент |
- |
1,2 | |||||||||
Степень точности передачи |
- |
8 |
Коэф. kНα |
1,39 | |||||||
Коэффициент KНψ |
- |
1,33 | |||||||||
Коэффициент KНγ |
- |
0,95 | |||||||||
Расчётный вращающий момент Трi |
Н∙м |
2215,4 |
Межосевое расстояние а |
мм |
142,47 | ||||||
Передаточное число ui |
- |
3,3 | |||||||||
Угол наклона зуба β* |
град |
22 | |||||||||
Коэффициент ширины ψba |
- |
0,21 | |||||||||
Допускаемое напряжение |
МПа |
1863 | |||||||||
Расчётное напряжение σн |
МПа |
1308,76 |
Напряжение σН пик |
МПа |
3247,19 | ||||||
Коэффициент динамичности Кд |
- |
2 | |||||||||
Вращающий момент Те max |
Н·м |
413 | |||||||||
Предельное допускаемое контактное напряжение |
МПа |
2222 | |||||||||
Межосевое расстояние по пиковой нагрузке аω |
мм |
118,8 |