Розрахунки гипоїдної головної передачі

Гипоїдна головна передача (рис. 20) застосовується як на легкових, так і на вантажних автомобілях при передаточному числі головної передачі менше шести.

Рисунок 20 -. Розрахункова схема гипоїдної головної передачі

Число зубів шестерні гипоїдної головної передачі вибирають залежно від передаточного числа головної передачі (табл. 19) [4].

Таблиця 19- Число зубів шестерні гипоїдної головної передачі

Мінімальне число зубів шестерні [4]:

- для легкових автомобілів - Z_1min = 8...12;

- для вантажних автомобілів - Z_1min = 5...11.

При визначенні числа зубів колеса й перевірці передаточного числа гипоїдної передачі по числу зубів необхідно пам'ятати, що для поліпшення припрацювання зубів число зубів колеса й шестерні не кратне, тому передаточне число гипоїдної головної передачі - не ціле число.

Напруження згину визначають за формулою

де Р - окружне зусилля, Н;

у - коефіцієнт форми зуба;

b - довжина зуба по твірній конуса, м;

t_н.ср - нормальний крок у середньому перетині конуса, м;

М_р - розрахунковий момент, Н м;

r_ср - середній радіус початкового конуса зубчастого колеса, м.

Окружне зусилля розраховують за формулою

Коефіцієнт форми зуба визначають виходячи з еквівалентного наведеного числа зубів:

де - половина кута при вершині початкового конуса зубчастих коліс головної передачі, гради.

Кут нахилу спирали зубів для ведучої шестерні й веденого колеса, відповідно ₁ =45...50, ₂ = 20...30° [6]. При цьому відношення =1, 2...1, 5 (для головних передач вантажних автомобілів - більші значення). Слід ураховувати, що збільшення кута спіралі приводить до підвищення осьових навантажень.

Половину кута при вершині початкового конуса визначають із виразу:

;

Однак для гипоїдних передач повинна виконуватися умова: < 90°.

Довжину зуба по твірній конуса можливо приблизно визначити за формулою

b = 0, 3× L₂,

де L₂ - довжина твірної конуса колеса, м.

Довжину твірної конуса колеса розраховують за формулою

, (6)

де L₂ - довжина твірної конуса колеса, мм;

А - коефіцієнт;

М_{е max} - максимальний крутний момент двигуна, Нм.

Коефіцієнт для гипоїдних передач - А = 25 [4].

Виходячи з визначеної величини довжини твірної конуса, можливо оцінити величину гипоїдного зсуву

Е =(0, 2…0, 4) L₂,

де Е - гипоїдний зсув, м.

Нормальний крок у середньому перетині конуса визначають за формулою

де t_s - торцевий крок по основі початкового конуса, м;

r_cp2 - середній радіус початкового конуса веденого зубчастого колеса, м.

Торцевий крок по основі початкового конуса визначають за формулою

,

де m_s - торцевий модуль, м.

Торцевий модуль розраховують за формулою

Середній радіус початкового конуса ведучої шестерні визначають за формулою

де D₁ - діаметр ведучої шестерні по твірній початкового конуса, м.

Середній радіус початкового конуса веденого колеса визначають за формулою

,

де D ₂ - діаметр веденого колеса по твірній початкового конуса, м.

Діаметр ведучої шестерні по твірній початкового конуса розраховують за формулою

Діаметр веденого колеса по твірній початкового конуса визначають за формулою

Розрахунковий момент для ведучої шестерні розраховують за формулою

Розрахунковий момент для веденого колеса визначають за формулою

Допустимі напруження згину - [ _И]=500…700 МПа [6].

Контактні напруження визначають за формулою

де ₁, ₂ - радіус кривизни по поверхні зубів ведучої шестерні й веденого колеса, відповідно, м;

Е - модуль пружності першого роду, Па.

Радіус кривизни по поверхні зубів ведучої шестерні визначають за формулою

;

Радіус кривизни по поверхні зубів веденого колеса розраховують за формулою

Модуль пружності 1-го роду - Е =2× 10⁵ МПа [6].

Кут зачеплення шестерень [4]:

- для легкових автомобілів - =16°;

- для вантажних автомобілів - =20°.

Припустимі контактні напруження - [ _k]=1000…1200 МПа [6].