Расчет зубьев на выносливость при изгибе, выполняется раздельно для колеса и шестерни:
где: — окружная сила на делительном цилиндре, Н:
где: — исходная расчетная нагрузка, в качестве которой принимается наибольший из действующих на шестерню вращающий момент, в Нм, для которого число циклов перемен напряжений более .
— делительный диаметр шестерни, мм.
— коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до зоны резонанса:
где: — удельная окружная динамическая сила, Н/мм;
— окружная сила на делительном цилиндре, Н;
— ширина зубчатого венца колеса, мм.
— удельная окружная динамическая сила, Н/мм:
где: — коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи; =0,06
— коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса; =4,7
— окружная скорость, м/с;
— начальное межосевое расстояние, принятое для изготовления передачи, мм;
— передаточное отношение передачи.
— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий в начальный период работы передачи:
где: — делительный диаметр шестерни, мм;
при расположении шестерни на валу передачи со стороны подвода вращающего момента;
— ширина зубчатого венца колеса, мм.
— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий
где: — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий в начальный период работы передачи.
Для косозубой передачи
где:
— коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Так как передача косозубая, то
— коэффициент, учитывающий форму зуба шестерни и концентрацию напряжений:
где: — коэффициент смещения исходного контура шестерни;
— эквивалентное число зубьев шестерни.
— коэффициент, учитывающий форму зуба колеса и концентрацию напряжений
где: — коэффициент смещения исходного контура колеса;
— эквивалентное число зубьев колеса.
— коэффициент, учитывающий наклон зуба:
где: — коэффициент осевого перекрытия;
— угол наклона зубьев, град.
— коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Так как передача косозубая, то
Подставляем полученные значения коэффициентов в формулу (3) и вычисляем напряжения раздельно для шестерни и колеса:
Полученные значения напряжения меньше допускаемых.
Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой, выполняется раздельно для колеса и шестерни:
где: — окружная сила на делительном цилиндре, Н.
— расчетное местное напряжение при изгибе, МПа.
— максимальная из действующих за расчетный срок окружная сила на делительном цилиндре ударного или плавного характера с числом повторных воздействий , Н:
Подставляем полученные значения коэффициентов в формулу (4) и вычисляем напряжения раздельно для шестерни и колеса:
Полученные значения напряжения меньше допускаемых.
Расчет усилий зубчатого зацепления:
Окружное усилие:
Радиальное усилие:
Осевое усилие:
Расчет быстроходного вала
Определение нагрузок на опоры
Предварительно для быстроходного вала принимаются подшипники 7206А
D=62мм, d=30мм, е=0,36, Y=1.65, Y0=0.91, С=38000, = 14°, Т=17,25
Расстояние от торца подшипника до точки пересечения нормалей
Тогда расстояния между точками приложения сил составят:
Консольная нагрузка на вал
Реакция в опорах от действия силы FK1
Расчет реакций в опорах от сил действующих в зацеплении колеса
В горизонтальной плоскости
В вертикальной плоскости
Так, как направление действия силы FK1 заранее не известно, то реакции от действия этой силы складываются с реакциями от действия прочих сил по абсолютным значениям.
В соответствии с принципом суперпозиций:
Эпюра моментов действующих на валу:
