Расчет, как и для цилиндрических передач, ведется на усталостную контактную прочность и усталостный изгиб. Экспериментально установлено, что нагрузочная способность зубьев конического колеса такая же, как и у эквивалентного цилиндрического колеса с той же длиной зуба и профилем, соответствующим среднему сечению зуба, и составляет только 85% от цилиндрической прямозубой передачи.
С учетом вышесказанного по аналогии с расчетом прямозубых цилиндрических передач формулы для конических передач будут иметь следующий вид.
Формула проверочного расчета на усталостную контактную прочность
где dv1 = dm1/cosδ1 – делительный диаметр эквивалентного колеса; Uv = = dv2/dv1 – передаточное число эквивалентных зубчатых колес.
После несложных математических преобразований, подставив значения в формулу (4.19), получим формулу проверочного расчета для стальных конических прямозубых колес:
где Ft – окружная сила; dm1 – средний делительный диаметр шестерни; U – передаточное число передачи; КHβ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба; КHv – коэффициент динамической нагрузки.
|
|
Заменив в формуле (4.20) значения Ft = 2T1/dm1, b = ψbd·dm1 и решив относительно dm1, получим формулу проектного расчета для стальных конических прямозубых передач на контактную прочность:
Формула проверочного расчета на усталостный изгиб одинакова как для шестерни, так и для колеса
где YF1 и YF2 – коэффициенты формы зуба, шестерни и колеса, определенные по эквивалентному числу зубьев Zv1 и Zv2; КFβ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев; КFν – коэффициент динамической нагрузки; b – ширина венца; mm – средний делительный модуль. Решив уравнение (4.22) относительно модуля и введя коэффициент ширины венца, получим формулу для проектного расчета по напряжению усталостного изгиба:
(4.23)
В формулу (4.23) подставляют значения [σF] и YF того зубчатого колеса, для которого [σF]/YF меньше. По найденному значению mm определяется внешний модуль mе, который округляется до стандартного значения.
Допускаемые напряжения [σH] и [σF] для расчетов определяются аналогично, как и для цилиндрических передач (см. 4.10).