Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин Курс «Детали машин» Надежность машин Соединения с натягом Резьбовые соединения Расчет шпоночных соединений Механические передачи Расчет на изгиб Редукторы

Расчет на изгиб

Аналогично расчету цилиндрической прямозубой передачи [см. формулы (13.14) и (13.15)] расчетные напряжения изгиба в зубьях кониче­ских колес и условие их прочности:

где т — модуль нормальный в среднем сечении зуба конического ко­леса (см. табл. 15.3);

YFs — коэффициент формы зуба и концентрации напряжений эквива­лентного колеса с учетом коэффициента смещения хе (х„); YFs выби­рают по zv (z,„) (см. табл. 13.1);

0F — коэффициент, учитывающий влияние на несущую способность передачи вида конических колес,— выбирают по рекомендациям, приве­денным в § 15.6.

Коэффициент Кг нагрузки (см. § 12.4) для конических передач:

(15.16а)

Коэффициент КА [см. формулу (15.11а)].

Коэффициент KFfi учитывает неравномерность распределения нагруз­ки по длине контактных линий.

Для прямозубых конических передач Кп определяют по формуле (12.9), подставляя Кн„ = KL (см. табл. 12.3).

Для колес с круговыми зубьями:

15.8. Рекомендации по расчету на прочность закрытых конических передач

Расчет на прочность конических передач ведут аналогично расчету цилиндрических передач (см. § 13.6) со следующими изменениями:

в пункте 2 определяют ориентировочное значение внешнего дели­тельного диаметра шестерни,  мм:

(15.18)

где T1 — в Н • м.

Коэффициент К принимают в зависимости от поверхностной твер­дости зубьев шестерни Н, и колеса Н2:

в пункте 5 определяют коэффициент КH нагрузки в соответствии с § 15.6;

в пункте 6 уточняют ориентировочное значение внешнего дели­тельного диаметра del шестерни [формула (15.14)]. Для передач стан­дартных редукторов del округляют до ближайшего стандартного значе­ния (см. § 27.4). В остальных случаях за окончательное принимают зна­чение del, вычисленное по формуле (15.14).

Далее расчет продолжают в такой последовательности.

7. Определяют число зубьев конической шестерни Z\- Для кониче­ских передач zlmi„ = 17 cos 5, cos3 р. По рис. 15.7, а или б выбирают пред­варительное значение числа зубьев шестерни z\ в зависимости от ее диаметра deU передаточного числа и и вида передачи, а затем уточ­няют Z\ с учетом твердостей зубьев шестерни и колеса:

15.9. Расчет на прочность открытых конических передач

Открытые конические передачи выполняют только с прямыми зубьями и применяют при окружных скоростях колес v<2 м/с. Степень точности по нормам плавности и контакта — 9-я. Размеры передачи определяют из расчета на контактную прочность зубьев с последую­щей проверкой на изгиб. При расчете принимают допускаемые напря­жения:

Коэффициенты внутренней динамической нагрузки KHv и KFv принимают по табл. 12.5 и 12.6.

Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий принимают: Кнβ = KFβ = 1

Из-за повышенного изнашивания зубьев открытых передач значение модуля зацепления рекомендуют принимать в 1,5 раза большим, чем для закрытых передач тех же размеров.

Контрольные вопросы

В каких случаях применяют конические зубчатые передачи?

Какими достоинствами обладают конические колеса с круговыми зубьями по сравнению с прямозубыми?

Является ли модуль зацепления постоянной величиной для конических зубчатых колес?

По какому сечению зуба производят расчет на изгиб конических колес? Какой модуль характеризует размеры этого сечения?

Как направлены осевые силы, действующие в зацеплении конических передач?

Что понимают иод эквивалентным цилиндрическим колесом? Как вычисляют эквивалентные числа зубьев для конических колес, для косозубых и шевронных цилин­дрических колес?

Какое минимальное число зубьев допускается для шестерни цилиндрической и ко­нической передач?

Какое максимальное передаточное число рекомендуется для одной пары различ­ных видов зубчатых передач?

Различают разрушение под действием однократного нагружения и при действии переменных нагрузок, что свидетельствует о недостаточной статической, малоцикловой и усталостной прочности. Оценка прочности обеспечивается проведением соответствующих расчетов по определению напряжений и сравнения их с допускаемыми (пределом прочности, текучести или выносливости). Жесткость — способность детали, сборочной единицы или машины сопротивляться изменению положения и формы под влиянием внешних нагрузок. Жесткость влияет на величину внутренних силовых факторов в статически неопределимых конструкциях, а контактная — на точность работы машины. Недостаточная жесткость приводит к неравномерному распределению нагрузок (по длине зубьев колес при изгибе и кручении валов) и к снижению долговечности отдельных узлов машины (подшип­ников качения при относительном перекосе их колец).
Расчет на прочность сварных соединений