BL2.ru

Расчёт цилиндрической зубчатой передачи онлайн

Введите момент на колесе, передаточное число и частоту — калькулятор подберёт материалы и допускаемые напряжения, найдёт межосевое расстояние и модуль по стандартным рядам, числа зубьев и угол наклона, все диаметры, проверит передачу на контактную и изгибную прочность и посчитает силы в зацеплении.

T₂ — вращающий момент на валу колеса (тихоходном), n₂ — его частота, Lh — ресурс в часах. ψₐ = 0,4 — симметричное расположение колёс между опорами, 0,315 — несимметричное, 0,25 — консольное. Для твёрдости HB ≤ 350 (колёса прирабатываются).
Рассчитать

Порядок расчёта закрытой цилиндрической передачи

  1. Материалы и допускаемые напряжения. Для редукторов общего назначения — улучшенные стали (HB ≤ 350), твёрдость шестерни на 20…50 HB больше, чем колеса. Допускаемые контактные напряжения [σ]H = (1,8·HB + 67)·K_HL, изгибные [σ]F = 1,03·HB·K_FL; коэффициенты долговечности K_HL, K_FL > 1 только при малом числе циклов. Для косозубой передачи расчётное [σ]H = 0,45([σ]H₁ + [σ]H₂).
  2. Межосевое расстояние из условия контактной прочности: a_w = Kₐ(u + 1)·∛(T₂·10³·K_Hβ / (ψₐ·u²·[σ]H²)), Kₐ = 43 для косозубых и 49,5 для прямозубых. Округляют до ближайшего большего по ГОСТ 2185 (100, 112, 125, 140, 160, 180, 200…).
  3. Модуль из условия изгибной прочности: m ≥ 2K_m·T₂·10³ / (d₂·b₂·[σ]F₂) и не меньше 0,01a_w, округляют до стандартного (1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4…).
  4. Числа зубьев и угол наклона. Для косозубой β = 8…16°: z_Σ = 2a_w·cos β / m (целое), затем уточняют β. z₁ = z_Σ / (u + 1) — не меньше 17, иначе подрез. Отклонение фактического u — не более 4 %.
  5. Диаметры: d = m·z / cos β, d_a = d + 2m, d_f = d − 2,4m; проверка d₁ + d₂ = 2a_w.
  6. Проверка по контактным напряжениям σH = K·√(Ft(u + 1) / (d₂·b₂)·K_Hα·K_Hβ·K_Hv) ≤ [σ]H (K = 376 для косозубых, 436 для прямозубых); допускается перегрузка до 5 % и недогрузка до 10…15 %.
  7. Проверка по изгибу: σF = Y_F·Y_β·Ft / (b·m)·K_Fα·K_Fβ·K_Fv ≤ [σ]F для шестерни и колеса.
  8. Силы в зацеплении — для расчёта валов и подшипников: окружная Ft = 2T / d, радиальная Fr = Ft·tg 20° / cos β, осевая Fa = Ft·tg β.

Методика — упрощённая для курсового проектирования (учебник А. Е. Шейнблита, основана на ГОСТ 21354-87). Коэффициенты динамической нагрузки и распределения нагрузки здесь берутся по степени точности и окружной скорости приближённо; если в методичке кафедры даны свои таблицы, сравните с ними промежуточные значения.

Частые вопросы

Как рассчитать межосевое расстояние зубчатой передачи?
Из условия контактной прочности: a_w = Kₐ(u + 1)·∛(T₂·10³ / (ψₐ·u²·[σ]H²)), где T₂ — момент на колесе, [σ]H — допускаемое контактное напряжение. Результат округляют до стандартного значения.
Как выбрать модуль зубчатого колеса?
По изгибной прочности (m ≥ 2K_m·T₂·10³ / (d₂·b₂·[σ]F)) и не меньше 0,01·a_w, затем округлить до стандартного по ГОСТ 9563: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5…
Какой угол наклона зубьев выбрать?
Для косозубых колёс обычно 8…16°. Калькулятор берёт минимально допустимый и уточняет его так, чтобы суммарное число зубьев было целым при стандартном a_w.
Что делать, если передача не проходит по контактным напряжениям?
Увеличить межосевое расстояние или ширину (ψₐ), либо взять материал с большей твёрдостью (40Х вместо 45). Перегрузка до 5 % допускается.
Зачем нужны силы в зацеплении?
Окружная, радиальная и осевая силы — нагрузки на валы. По ним строят эпюры изгибающих моментов, проверяют вал и подбирают подшипники.