9.3 Проектный расчет цилиндрических прямозубых передачz11–z12иz13–z14групповой передачи

9.3.1 Исходные данные

Производится расчет наиболее нагруженной передачи по следующим исходным данным:

1. Расчетный крутящий момент на третьем валу привода, H·м:

Т₃ = 217,3 Н·м;

2. Число зубьев шестерни: z₁₁ = 20;

3. Число зубьев колеса: z₁₂ = 79;

4. Передаточное число передачи: u₆ = 4.

9.3.2 Выбор материала и термической обработки зубчатых колес

В качестве материала для зубчатых колес передачи выбираем сталь 20ХГМ, которая отвечает необходимым техническим и эксплуатационным требованиям. В качестве термической обработки выбираем нитроциментацию, позволяющую получить твердость зубьев 58..60HRC_э.

9.3.3 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи групповой передачи на контактную выносливость зубьев

Диаметр начальной окружности шестерни рассчитывается по формуле:

где вспомогательный коэффициент: для прямозубых передач

- расчётный крутящий момент на первом валу, Н·м: Т₃ = 217,3 Н·м;

коэффициент нагрузки для шестерни, равный 1,3..1,5: принимаем

- передаточное число:

отношение рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни:

допускаемое контактное напряжение, МПа.

Допускаемое контактное напряжение для прямозубых передач рассчитывается по формуле:

где базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа;

МПа;

S_H – коэффициент безопасности: S_H = 1,2.

Коэффициент отношения рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни может приниматься в пределах

или определяется по формуле:

где отношение рабочей ширины венца передачи к модулю:принимаем

число зубьев шестерни: z₁₁ = 20.

что находится в допустимых пределах .

Таким образом, диаметр начальной окружности шестерни равен:

Модуль постоянной прямозубой передачи определяется из условия расчета на контактную выносливость зубьев по рассчитанному значению диаметра начальной окружности шестерни по формуле:

где диаметр начальной окружности шестерни, мм:d_w11 = 73,26 мм;

число зубьев шестерни: z₁₁ = 20.

9.3.4 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи групповой передачи на выносливость зубьев при изгибе

Модуль прямозубой передачи при проектном расчете зубьев на изгибную выносливость рассчитывается по формуле:

где вспомогательный коэффициент, зависящий от коэффициента осевого перекрытия:

расчётный крутящий момент на первом валу, Н·м: Н·м;

коэффициент нагрузки для шестерни, равный 1,3..1,5: принимаем ;

коэффициент, учитывающий форму зуба:;

число зубьев шестерни: z₁₁ = 20;

отношение рабочей ширины венца передачи к модулю принимаем

допускаемое напряжение зубьев при изгибе, МПа.

Допускаемое напряжение зубьев прямозубой передачи при изгибе рассчитывается по формуле:

где предел выносливости материала зубьев, МПа:

коэффициент режима нагрузки и долговечности: .

Таким образом, нормальный модуль прямозубой передачи при проектном расчете зубьев на изгибную выносливость равен:

9.3.5 Определение модуля прямозубых передач групповой передачи

Т.к. по контактной выносливости модуль прямозубой передачи , а по выносливости зубьев при изгибе модуль, то принимаем стандартное большее значение модуля.