5,2 Проектний розрахунок конічноі передачі:

За формулою 24.36[1] визначаємо мінімальний зовнішній ділильний діаметр конічного колеса:

Dezmin = Kd3 T1H KH u2 /( Кbe (1 - Кbe )) []2H, мм.

де Кbe = 0.27 – коефіцієнт ширини зубчастих вінців ( ст 315[1]);

Кbd = Кbe u/( 2 - Кbe ) = 0.273.15/(2 – 0.27) = 0.49;

КH =1.04 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантажження по ширині зубця ввінців (рис.24.5, ст 319[1];

Кd - 1000МПа – допоміжний коефіцієнт, ст 322[1]. За формулою 24.35 [1] мінімальний зовнішній ділильний діаметр конічного колеса

Dezmin = Kd3 T1H KH u2 /( Кbe (1 - Кbe )) []2H = 1000* 3131.149*1.04*3.152 /(0.27(1 – 0.27)*5002 ) = 301.72 мм.

Визначаємо число зубців шестерні:

Z1 = 20; z2 = u*z1 = 3.15*20 = 63.

За формулою 24.36 [1] модуль зубців:

Me = de2min /z2 = 301.72/63 = 4.79 мм.

За ГОСТ ом 9563 – 60 (ст. 260 [1]) .беремо Me = 5мм. Попередні значення деяких параметрів передач).

de1 = Me* z1 =5*20 = 100 мм;

de2 = Me* z2 =5*63 = 315 мм.

За формулами 24.2 та 24.7 [1] зовнішня кон.відстань:

Re = 0.5Me (z1)2 + (z2)2 = 0.5*5202 + 632 = 165.25 мм.

b = b1 = b2 = Кbe Re = .27*165.25 = 44.62 мм – ширина зубчастих вінців.

За формулою 24.8 середня конусна відстань:

Rm = Re – 0.5b = 165.25 – 0.5*44.62 = 142.34 мм.

Середній модуль зубців:

Mm = MeRm/Re = 5*142.94/165.25 = 4.32 мм.

За формулою 24.20 [1]:

dm1 = Mm* z1 = 4.32*20 = 86.4 мм;

dm2 = Mm* z2 4.32*63 = 272.16 мм.

Кути при вершинах ділильних конусів шестерні та колеса за формулами 24.1[1].

1 = arctg (z1/ z2 ) = arctg (20/63) = 17.61250 = 170 36I 14II

2 = 90-1 =72.24I 46II

Колова швидкість зубчастих коліс:

V = 0.5 1 dm1 = 0.5 n* dm2 /30 = 0.5*3.14*361.25*10-3 *864 / 30 = 1.63 м/с.

За даними таблиці 22.2 ст. 273 [1] вибираємо 9-й ступінь точності (nc = 9)

Еквівалентні числа зубців конічних зубчатих коліс, обчислюються за формулами 24.20 [1].

zv1 = (z1 1 + u2 )/u = (201 + 3.152 )/3.15 = 20.98;

zv2 = (z2 1 + u2 ) =63 1 + 3.152 = 208.21.

Коефіцієнт торцевого перекриття:

E = 1.88 – 3.2 (1/ zv1 + 1/zv2 ) = 1.88 – 3.2(1/20.98 + 1/208.21) = 1.71.

За формулою 24.22 [1] колова сила:

Ft = FHt = FF = 2T1 /dm1 =2* 131.149 * 103 /86.4 = 3035.86H.

5.3 Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну втому:

H = zM* zH*zE (Ht /dm1 )( 1 + u2 /u), мПа.

де zm = 275 МПа-1/2 – коефіцієнт механічної властивості матеріалів [1].

zm = 168 – ст.320 [1];

zE = (4 – E)/3 = (4 – 1.71)/3 = 0.87;

KHa = 1 – розподіл навантаження між зубцями;

KH = 1.04;

KHv = 1.08 – коефіцієнт для навантаження (див.таб 23.4 [1]).

За формулою 24.29 питомий розподіл колової сили:

Ht = FHt * KHa KH KHv/ 0.85b = 3035.86/0.85*44,62*1*1.04*1.08 = 89,91 н/мм.

За формулою 24.32 розраховуєм конт. навантаження:

H = zM* zH*zE (Ht /dm1 )( 1 + u2 /u) = 275*1.68*0.87(89.91/86.4)* (1+3.152 )/3.15 = 419,98 МПа

H =419,98 МПа < [H] = 427,27 МПа.

Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну міцність:

Hmax = H T1max /T1 = 419,982 T1/T1 = 593,94 МПа;

Hmax = 593,94 МПа < []Hmax = 952 МПа.

5.4 Розрахунок зубців на втому при згині:

F = YF YE Y Ft /Mm, МПа;

де YF1 = 4.08; YF2 = 3.62 – табл. 23.5 [1];

YE = 1 – коефіцієнт тертя зубців ( ст.321)[1];

Y = 1 коефіцієнт нахилу зубців (ст.321) [1];

KF = 1 – розподіл навантаження між зубцями ( ст 320)[1];

KF = 1.04 – коефіцієнт нерівно. Рис.24.5 [1].

За формулою 24.30 питомий розрахунок колової сили:

Ft = FFt * KF *KF KFv /0.85b = 3035.86 * 1*1.04*1.06/0.85*44.62 = 88.24 н/мм.

F1 = YF1 YE Y Ft /Mm = 4.08*1*1*88.24/4.32 = 83.34 Мпа;

F2 = YF2 YE Y Ft /Mm = 3.62*1*1*88.24/4.32 = 73.94 Мпа;

F1 = 83.34 МПа < []F1 = 226,29 Мпа;

F2 = 73.94 МПа < []F2 = 205,71 Мпа.

Розрахунок зубців на міцність при згині:

F1max = F1 (T1max /T1) = 267.43*2 = 534.86 Мпа;

F2max = F2 (T1max /T1) = 246.86 *2 = 493.72 Мпа;

F1max = 534.86 < 602,8 Мпа;

F2max = 493.72 < 548 Мпа.

5.5 Розрахунок параметрів конічної передачі :

hae = me = 4.79 мм – зовнішній виступ головного зубця;

hfe = 1.2 me = 1.2*4.79 = 5.75 мм – зовнішній виступ ніжки зубця;

he = 2.2 me = 2.2*4.79 = 10.54 мм – зовнішній виступ зубця;

C = = 0.2 me = 0.2*4.79 = 0.96 мм – радіальний зазор;

= 200 - кут провідного зуба;

1 = 170 36І 14ІІ;

2 = 720 24І 46ІІ;

de1 = 100 мм;

de2 = 315 мм.

Зовнішній діаметр вершин зубців :

dae1 = de1 + 2 me cos1 = 100 + 2*4.79 *cos170 = 109.13 мм;

dae2 = de2 + 2 me cos2 = 315 + 2*4.79 *cos720 = 317.88 мм.

Зовнішній діаметр впадин:

dfe1 = de1 – 2.4 me cos1 = 100 – 2.4*4.79 *cos170 = 89.04 мм;

dfe2 = de2 – 2.4 me cos2 = 315 – 2.4*4.79 *cos720 = 311.55 мм;

Re = 165.25 мм;

Rm = 142.94 мм;

Mm = 4.32 мм;

dm1 = 86.4 ; dm2 = 272.16 мм.

Кут головки та ніжки зубців