В прямозубой передаче в зоне зацепления действует нормальная сила , которая направлена по линии зацепления NN. Эту силу раскладывают на составляющие: окружную силу и радиальную .При заданном моменте , .
Для косозубой передачи составляющие нормальной силы (см. рис. 4.12)окружная сила , осевая и радиальная .
В шевронной передачеосевые силы взаимно уравновешиваются и не передаются на валы и опоры.
Рис. 4.12. Силы, действующие в зацеплении передач
Проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе
Для предотвращения усталостного излома шестерни и колеса должно выполняться условие:
, (4.3.28)
где – расчетное местное напряжение изгиба в опасном сечении; – допустимое напряжение.
Расчетное местное напряжение при изгибе определяют по формуле:
. (4.3.29)
Коэффициент нагрузки при изгибе:
. (4.3.30)
Коэффициент формы зуба выбирают в зависимости от числа зубьев эквивалентного колеса. Коэффициент , учитывающий распределение нагрузки по длине контактных линий при расчетах понапряжениям изгиба, определяют по графику (см. рис. 4.9) в зависимости от параметра , твердости поверхностей зубьев и места установки колес относительно опор.
Коэффициент ,учитывающий динамическую нагрузку, можно определить по таблице 4.11 или формуле
. (4.3.31)
Удельную окружную динамическую силу при изгибе принимают для дальнейших расчетов по таблице 4.10 или рассчитывают по выражению
, (4.3.32)
где – коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев: для косозубых и шевронных передач = 0,06; для прямозубых передач с модификацией головки = 0,11; для прямозубых передач без модификации головки = 0,16; – коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса (см. табл. 4.9);
– окружная скорость, м/с.
Удельную расчетную окружную силу при расчете на изгибную прочность определяют по формуле:
. (4.3.33)
Коэффициент учитывает распределение нагрузки между зубьями. Для расчета на выносливость при изгибе прямозубыхпередач можно принимать . Для косозубых и шевронных передач значения выбирают в зависимости от степени точности изготовления передачи:
Степень точности 6 7 8 9
0,72 0,81 0,91 1
При необходимости более точного расчета следует воспользоваться рекомендациями ГОСТ 21354 – 87.
Коэффициент, учитывающий наклон зуба:
, (4.3.34)
где – коэффициент осевого перекрытия. Желательно проектировать передачу так, чтобы был бы близок или равен целому числу.
Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев в прямозубых передачах, ,в косозубых передачах – (при ) или
(при ≥1).