Межосевое расстояние

Предварительное значение межосевого расстояния a_w', мм:

где знак " +" (в скобках) относят к внешнему зацеплению, знак " -" - к внутреннему; T₁ - вращающий момент на шестерне (наибольший из длительно действующих), Н∙ м; u - передаточное число.

Коэффициент K в зависимости от поверхностной твердости H₁ и H₂ зубьев шестерни и колеса соответственно имеет следующие значения

Поверхностная твердость и шестерни до 262 HB и колеса до 262 HB, поэтому коэффициент K принимаем равным 10.

U = 6.13;

a_w' = 254 мм.

Окружную скорость ν, м/с, вычисляют по формуле:

м/c

ν = 2.74 м/с.

Степень точности зубчатой передачи назначают по табл. 4:

При окружной скорости 2.74 м/с (что меньше 4 м/с) выбираем степень точности 9.

Уточняем предварительно найденное значение межосевого расстояния:

где K_a = 450 - для прямозубых колес; K_a = 410 - для косозубых и шевронных, МПа; [σ ]_H - в МПа.

ψ _ba - коэффициент ширины принимают из ряда стандартных чисел: 0, 1; 0, 15; 0, 2; 0, 25; 0, 315; 0, 4; 0, 5; 0, 63 в зависимости от положения колес относительно опор:

при симметричном расположении 0, 315-0, 5;

при несимметричном 0, 25-0, 4;

при консольном расположении одного или обоих колес 0, 25-0, 4;

Для шевронных передач ψ _ba = 0, 4 - 0, 63; для коробок передач ψ _ba = 0, 1 - 0, 2; для передач внутреннего зацепления ψ _ba = 0, 2 (u+1)/(u-1). Меньшие значения ψ _ba - для передач с твердостью зубьев H ≥ 45HRC.

Принимаем ψ _ba = 0, 31.

Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность

K_H = K_Hν K_Hβ K_Hα .

Коэффициент K_Hν учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса. Значения K_Hν принимают по табл. 5 в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей.

Для степени точности 9, максимальной окружной скорости 2.74 м/с, твердости HB≤ 350 принимаем K_Hν = 1.06.

Коэффициент K_Hβ учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловливаемую погрешностями изготовления (погрешностями направления зуба) и упругими деформациями валов, подшипников. Зубья зубчатых колес могут прирабатываться: в результате повышенного местного изнашивания распределение нагрузки становится более равномерным. Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы K_Hβ ⁰ и после приработки K_Hβ .

Значение коэффициента K_Hβ ⁰ принимают по таблице 6 в зависимости от коэффициента ψ _bd = b₂/d₁, схемы передачи и твердости зубьев. Так как ширина колеса и диаметр шестерни еще не определены, значение коэффициента ψ _bd вычисляют ориентировочно:

ψ _bd = 0, 5ψ _ba (u 1);

ψ _bd = 0, 5 ∙ 0.31 ∙ (6.13 + 1) = 1.1.

Коэффициент K_Hβ определяют по формуле:

K_Hβ = 1 + (K_Hβ ⁰ - 1)K_Hw,

где K_Hw - коэффициент, учитывающий приработку зубьев, его значения находят в зависимости от окружной скорости для зубчатого колеса с меньшей твердостью (табл. 7).

Коэффициент K_Hα определяют по формуле:

K_Hα = 1 + (K⁰_Hα - 1)K_Hw,

где K_Hw - коэффициент, учитывающий приработку зубьев, его значения находят в зависимости от окружной скорости для зубчатого колеса с меньшей твердостью (табл. 7).

Начальное значение коэффициента K⁰_Hα распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления (погрешностями шага зацепления и направления зуба) определяют в зависимости от степени точности (n_ст = 5, 6, 7, 8, 9) по нормам плавности:

для прямозубых передач

K⁰_Hα = 1 + 0, 06(n_ст - 5), при условии 1 ≤ K⁰_Hα ≤ 1, 25;

для косозубых передач

K⁰_Hα = 1 + A(n_ст - 5), при условии 1 ≤ K⁰_Hα ≤ 1, 6,

где A = 0, 15 - для зубчатых колес с твердостью H₁ и H₂ > 350 HB и A = 0, 25 при H₁ и H₂ ≤ 350 HB или H₁ > 350 HB и H₂ ≤ 350 HB.

K⁰_Hα = 1 + 0.25(9 - 5) = 2

Принимаем коэффициент K_Hw по табл. 7 равным (ближайшее значение твердости по таблице 250 HB или 23 HRC к твердости колеса 262 HB) 0.28.

K_Hα = 1 + (2 - 1)0.28 = 1.28;

Принимаем коэффициент K_Hβ ⁰ по табл. 6 (схема 6) равным 1.06.

K_Hβ = 1 + (1.06 - 1) 0.28 = 1.0168;

K_H = 1.06 ∙ 1.0168 ∙ 1.28 = 1.38.

Уточнённое значение межосевого расстояния:

a_w = 278.9 мм;

Вычисленное значение межосевого расстояния округляют до ближайшего числа, кратного пяти, или по ряду размеров Ra 40 [1, табл. 24.1]. При крупносерийном производстве редукторов a_w округляют до ближайшего стандартного значения: 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 260; 280; 300; 320; 340; 360; 380; 400 мм. [1, стр. 20]

Принимаем a_w = 280 мм;