Определение усилий в зацеплении. Окружная сила Ft = 2 · T2 / d2 = 2 · Tпр×103 / d2 =2×417,5×103/216,6 = 3855 H;

Окружная сила F_t = 2 · T₂ / d₂ = 2 · T_пр× 10³ / d₂ =2× 417, 5× 10³/216, 6 = 3855 H;

радиальная сила F_r = F_t · tga / Сosb =3855× tg20° /0, 9786 = 1434 H;

осевая сила F_а = F_t · tgb = 3855× 0, 2107 = 812 H.

Проверочный расчёт передачи по контактным напряжениям

где s_Н – контактное напряжение; T₁ = T_вх, Н·мм; U = U_цил1ф; sin2a = 0, 6428;

К_H = К_Hb·K_HV - коэффициент расчетной нагрузки;

Z_Hb – коэффициент повышения контактной прочности зубьев косозубых передач:

где K_Ha =1, 07 – коэффициент, учитывающий многопарность зацепления косозубой передачи (таблица 4.11 [3]);

e_a - коэффициент торцового перекрытия.

e_a = [1, 88 – 3, 2× (1/Z₁ +1/Z₂)]× сosb =[1, 880 –3, 2× (1/31+1/106)]× 0, 9786 =1, 709.

По таблице 4.10 [3] K_HV =1, 03, а К_Hb = 1, 22 (см. выше), тогда

K_H = К_Hb × К_HV = 1, 22 1, 03 = 1, 26.

Получаем, что расчётное контактное напряжение

Таким образом, недогруз передачи составляет D = (([s_H] - s_H) / [s_H]) · 100% = ((625 – 576, 6)/625)× 100% = 7, 7% < 10% и условие прочности соблюдается [1].

Проверочный расчёт зубьев передачи по напряжениям изгиба

Напряжение изгиба у основания зуба

s_F = (Y_FS ·Y_Fb × F_t · K_F) / (b · m_n) £ [s_F],

где Y_FS - коэффициент формы зуба, Y_Fb - коэффициент повышения прочности косозубых передач по напряжениям изгиба.

Y_Fb = K_Fa × Y_b /e_a,

где K_Fa = 1, 22 (таблица 4.11 [3]) – коэффициент неравномерности нагрузки одновременно зацепляющихся пар зубьев;

Y_b - коэффициент, учитывающий повышение изгибной прочности вследствие наклона контактной линии к основанию зуба и неравномерного распределения нагрузки.

Y_b = 1- b°/140 =1 – 11, 9/140=0, 915, Y_Fb =1, 22× 0, 915/1, 709 =0, 65.

K_F = K_Fb × K_FV – коэффициент нагрузки при изгибе,

где K_Fb =1, 36 (рисунок 4.2б [3]); K_FV =1, 09 (таблица 4.10 [3]).

K_F = 1, 36 × 1, 09 = 1, 48.

Вычисляем эквивалентное число зубьев шестерни и колеса:

Z_V1 = Z₁ / cos³b =31/ 0, 9786³=33; Z_V2 = Z₂ / cos³b = 106/ 0, 9786³=113.

Для нулевого смещения при Z_V1 =33 находим по рисунку 4.3 [3] Y_FS1 = 3, 81. Аналогично при Z_V2 =113 получим Y_FS2 =3, 75.

Сравниваем относительную прочность зубьев по соотношениям

[s_F]₁ / Y_FS1 = 363/3, 81=95, 3 МПа;

[s_F]₂ / Y_FS2 =252/3, 75=67, 2 MПа.

Получаем, что менее прочными по изгибным напряжениям являются зубья колеса. Поэтому дальнейшие расчеты ведутся по параметрам колеса.

s_F = s_F2 = (3, 75× 0, 65× 3855× 1, 48)/(42× 2)=165, 6 МПа < [s_F]₂ = 257 МПа, т.е. условие прочности соблюдается.