Расчёт закрытой конической передачи

         Принимаем материалы для шестерни сталь 40X улучшенную с твердостью HB 270 и для колеса сталь 40X улучшенную с твердостью HB 245.  

                              Допускаемые контактные напряжения:

При длительной эксплуатации коэффициент долговечности ;

Коэффициент безопасности :

Коэффициент  при консольном расположении шестерни

По табл. 3.2 предел контактной выносливости при базовом числе циклов:

 Мпа

Тогда допускаемые контактные напряжения

для шестерни:    МПа

для колеса:  МПа

Для криволинейных колес расчетное принимаем расчетное допускаемое контактное напряжение:

0,45 = 0,45 МПа

Передаточное число редуктора выбирает из стандартного ряда:  = 3,15

Вращающие моменты:

на валу шестерни  =  =  = 18·   Н·мм

на валу колеса = =18·3,15·0,97·0,99 ² = 54·  Н·мм

Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему консольному расстоянию (рекомендация ГОСТ 12289-76).

Тогда внешний делительный диаметр колеса:

мм

где для колес с круговыми зубьями

Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значение = 160 мм (49 стр.)

Примем число зубьев шестерни = 25; Число зубьев колеса: = 25

Примем ; Тогда

Отклонение от заданного  , что допускается по ГОСТ 12289-76.

Внешний окружной модуль:  мм; Оставим значение мм.

Углы делительных конусов:

Внешнее конусное расстояние Re и ширина венца b:

мм;

мм;

Внешний делительный диаметр шестерни:

мм;

Средний делителҗный диаметр шестерни:

мм;

Средний окружной и средний нормальный модуль зубьев:

мм;

мм;

Здесь принят средний угол наклона зуба

Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру

Средняя окружная скорость и степень точности передачи:

м/с

Принимаем 7-ю степень точности, назначаемую обычно для конических передач.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

По табл. 3.5   

По табл. 3.4     

По табл. 3.6   

Проверка контактных напряжений:  МПа

Окружная сила:  

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Здесь коэффициент нагрузки  По табл. 3.7  По табл. 3.8 Таким образом, коэффициент   - коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев

для шестерни =

для колеса 

 При этом =3,66 и 3,60 (стр 42)

Коэффициент  учитывает повышение прочности криволинейных зубьев по сравнению с прямолинейными

Коэффициент  учитывает распределение нагрузки между зубьями. По аналогии с косозубыми колесами принимаем:

где коэффициент торцового перекрытия (стр.53) и n=7 - степень точности передачи.

Допускаемое напряжение:

По табл. 3.9 для стали 40X улучшенной при твердости НВ 350 предел выносливости при отнулевом цикле изгиба .

Для шестерни МПа; для колеса  МПа

- коэффициент безопасности, где (табл. 3.9), (для поковок и штамповок). Следовательно, .

Допускаемые напряжения и отношения  :

для шестерни МПа                                       

= МПа;

для колеса МПа

= МПа

Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.

Проверяем прочность зуба колеса:

МПа  МПа.

Условие прочности выполнено.

Силы, действующие в зацеплении

 окружная

радиальная  для шестерни, равная осевой для колеса

осевая для шестерни, равная радиальной для колеса: