4.1.4. Определение сил в зацеплении
В прямозубой передаче сила нормальнoго давления, действующая в зацеплении, может быть разложена на две взаимно перпендикулярные силы: окружную Ft , и радиальную Fr.
Окружная сила
,
(4.14)
где Т1
–крутящий момент ведущего вала, (
);
d1 – делительный диаметр шестерни, мм.
Радиальная сила
,
(4.15)
где
– стандартный угол профиля зуба.
В косозубой передаче сила нормального давления, действующая в зацеплении, раскладывается на три взаимно перпендикулярные силы: окружную Ft, радиальную Fr и осевую Fа .
Окружная сила определяется по (4.14), радиальная - по формуле
,
(4.16)
где β – угол наклона зубьев.
Осевая сила определяется по формуле
.
(4.17)
В шевронной передаче осевые силы, действующие на каждую половину шеврона, уравновешиваются. Радиальную и осевую силу определяют так же, как и для косозубой передачи.
4.1.5. Проверка зубьев колес на прочность по контактным напряжениям
Проверочный расчет выполняют для колеса, у которого меньше допускаемое напряжение [2, с.37].
,
(4.18)
где К2 – расчетный коэффициент (К2 = 9600 - для прямозубой передачи; К2 = 8400 - для косозубой и шевронной передачи);
Т2Н - расчетный крутящий момент на колесе.
Перегрузка передачи до 5% считается допустимой. При несоблюдении этого условия изменяют ширину b2 или межосевое расстояние aw. Кроме того, возможно заменить материалы и термообработку шестерни и колеса.
4.1.6. Проверка зубьев колес на прочность по напряжениям изгиба
Проверочный расчет зубьев колес на выносливость по напряжениям изгиба выполняют для того колеса, для которого отношение допускаемого напряжения изгиба к коэффициенту формы зуба [F /YF] имеет меньшее значение. Коэффициент формы зуба YF определяется по приведённому числу зубьев Zvi .
Таблица 14.
Приведенное число зубьев колес Zvi и коэффициент формы зуба YF [1, с. 25]
|
Передача |
Цилиндрическая | ||||||||||||
|
прямозубая |
косозубая |
шевронная | |||||||||||
|
Zvi |
Zvi = Zi |
| |||||||||||
|
17 |
20 |
24 |
26 |
28 |
30 |
40 |
45 |
50 |
65 |
| |||
|
YF |
4,30 |
4,08 |
3,92 |
3,88 |
3,84 |
3,80 |
3,70 |
3,66 |
3,65 |
3,62 |
3,61 | ||
Условие прочности по напряжениям изгиба
,
(4.19)
где К3 = 2000 - для прямозубой передачи;
К3 = 1860 - для косозубой передачи;
К3 = 1860 - для шевронной передачи.
ТFi – расчетный крутящий момент.
4.1.7. Определение фактической скорости в зацеплении
Фактическая скорость в зацеплении V, ( м/с) определяется после расчета геометрических параметров
,
(4.20)
где d1 – делительный диаметр шестерни, мм;
n1 – частота вращения вала шестерни, об/мин.
По скорости в зацеплении окончательно принимается степень точности изготовления зубчатых колес (см. раздел 4.1.2.)