|
Проверочный расчет зубчатых колес на выносливость при изгибе
Расчетное местное напряжение изгиба в опасном сечении на переходной поверхности зубьев со стороны растяжения [6]:
(38)
где Ft – расчетная окружная сила, значения которой приведены в таблице 13;
YF – коэффициент, учитывающий форму зуба. Под коэффициентом YF понимают максимальное местное напряжение на переходной поверхности зуба. Это напряжение вызывается удельной расчётной окружной силой, равной единице и приложенной к вершине зуба прямозубого колеса, изготовленного из упругого материала, с модулём m = 1 мм. YF зависит от коэффициента смещения x (см. табл. 11) и от эквивалентного числа зубьев колеса Zυ, определяемого по формуле
(39)
Для прямозубых передач β = 0 и Zυ = Z.
YF определяется по формуле

Yβ – коэффициент, учитывающий наклон зуба. Для прямозубых передач
Yβ = 1. Для косозубых или шевронных передач Yβ определяется по формуле [4]:
Yβ = 1 – β/140, (41)
β – в градусах. При β ≥ 42º Yβ = 0.7. Для β = 12º Yβ = 1 – β/140 = 1 – 0,086 = 0,914;
YԐ – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Предварительно для прямозубых и для косозубых передач принимают YԐ = 1;
– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, зависит от окружной скорости и степени точности зубчатых колес. В таблице 14 приведены значения этого коэффициента для восьмой степени точности.
– коэффициенты, учитывающие распределение нагрузки между зубьями и по ширине венца соответственно. Метод определения и числовые значения этих коэффициентов приведены в таблице 15;
Расчетное местное напряжение изгиба в опасном сечении на переходной поверхности зубьев со стороны растяжения для ведомых зубчатых колес , вычисленное по формуле (38), представлено в таблице 15. Для ведущих зубчатых колес (шестерен) расчетное местное напряжение изгиба определяется по формуле
. (42)
По условию прочности расчётные напряжения изгиба для ведомого и ведущего зубчатых колёс не должны превышать допустимых значений Как следует из результатов расчетов, представленных в таблице 15, для первой ступени расчётные напряжения изгиба составили: в шестерне – 225 МПа, в ведомом зубчатом колесе – 191 МПа. Для второй ступени соответственно: в шестерне – 247 МПа, в ведомом зубчатом колесе – 221 МПа. Допускаемые напряжения для зубчатых колес первой и второй ступеней равны 294 МПа.
Следовательно, условие прочности на выносливость зубчатых колес редуктора при изгибе выполняется. Более того, напряжение при проверочном расчете оказалось значительно меньше допускаемого напряжения , но это допустимо, так как нагрузочная способность зубчатых колёс в большинстве случаев ограничивается контактной прочностью.
Если окажется, что расчётное напряжение превысит допускаемое напряжение > более, чем на 5%, то надо увеличить ширину зубчатого венца b или модуль m, пересчитать числа зубьев Z1 и Z2 и повторить проверочный расчет на изгиб.
Таблица 14. Значение коэффициента для зубчатых колес
Восьмой степени точности
Окружная скорость υ, м/с
|
|
|
|
|
|
| прямозубых колес
| 1,10
| 1,20
| 1,38
| 1,58
| 1,78
| 1,96
| косозубых колес
| 1,03
| 1,06
| 1,11
| 1,17
| 1,23
| 1,29
|
Таблица 15. Результаты расчета зубчатых колес редуктора
На выносливость при изгибе
№
| Наименование параметра
и размерность
| Обозначение
| Источник
| Косозубая передача 1 ступени
| Прямозубая передача 2 ступени
|
| Нормальный модуль, мм
| m
| табл. 11
|
| 3,5
|
| Угол наклона зуба
|
| табл. 11
| 11º53´
|
|
| Коэффициент смещения шестерни
| x1
| табл. 11
|
|
|
| Коэффициент смещения колеса
| x2
| табл. 11
|
| 0,07
|
| Ширина зубчатого венца колеса (уточненная), мм
| b2
| табл. 13
|
|
|
| Число зубьев шестерни
| Z1
| табл. 11
|
|
|
| Число зубьев колеса
| Z2
| табл. 11
|
|
|
| Эквивалентное число зубьев шестерен
| Zv1
| формула (39)
| 18,14
|
|
| Эквивалентное число зубьев колеса
| Zv2
| формула (39)
| 128,06
|
|
| Окружная сила на делительном цилиндре, H
| Ft
| табл. 13
|
|
|
| Окружная скорость, м/с
| υ
| табл. 13
| 2,64
| 0,86
|
| Коэффициент, учитывающий форму зуба шестерни
|
| формула (40)
| 4,2
| 4,04
|
| Коэффициент, учитывающий форму зуба колеса
|
| формула (40)
| 3,57
| 3,61
|
| Коэффициент, учитывающий наклон зуба
|
| формула (41)
| 0,914
|
|
| Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев
|
| принято согласно ГОСТ [4]
|
|
|
| Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями
|
| (табл. 13)
| 1,07
|
|
| Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца
|
| В первом приближении = (табл. 13)
| 1,4
| 1,1
|
| Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении
|
|
(табл. 13)
| 1,08
| 1,08
|
| Расчетное напряжение изгиба в зубьях колес, МПа
|
| формула (38)
|
|
|
| Расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерен, МПа
|
| формула (42)
|
|
|
| Допускаемое напряжение изгиба для всех зубчатых колёс, МПа
|
| табл. 8
|
|
|
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|