Межосевое расстояние.Предварительное значение межосевого расстояния 
, мм:
= 
.
где знак «+» (в скобках) относят к внешнему зацеплению, знак «–» – к внутреннему; T 1– вращающий момент на шестерне (наибольший из длительно действующих), Н×м; и – передаточное число /2/.
Коэффициент К в зависимости от поверхностной твердости H 1и H 2 зубьев шестерни и колеса соответственно имеет следующие значения:
Твердость H............ H 1£350 НВ H 1³45 НRC H 1³45 НRC
H 2£350 НВ H 2£350 НВ H 2³45 НRC
Коэффициент К.... 10 8 6
Окружную скорость n, м/с вычисляют по формуле:
.
В зависимости от окружной скорости выбирают степень точности передачи по табл. 13.
Таблица 13
Зависимость окружной скорости от степени точности
| Степень точности по ГОСТ 1643-81 | Допустимая окружная скорость v, м/с, колес | |||
| прямозубых | косозубых | |||
| цилиндрических | конических | цилиндрических | конических | |
| 6 - (передачи повышенной точности) | до 20 | до 12 | до 30 | до 20 |
| 7 - (передачи нормальной точности) | до 12 | до 8 | до 20 | до 10 |
| 8 - (передачи пониженной точности) | до 6 | до 4 | до 10 | до 7 |
| 9 - (передачи низкой точности) | до 2 | до 1,5 | до 4 | до 3 |
Уточняют предварительно найденное значение межосевого расстояния по формуле:
где Ка = 450 – для прямозубых колес; Ка = 410 – для косозубых и шевронных, 
– МПа; 
– Н×м.
– 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 расположении..................................................... 0,25... 0,4;
при консольном расположении одного или обоих колес...................... 0,2... 0,25.
Для шевронных передач 
= 0,4...0,63; для коробок передач 
= 0,1...0,2; для передач внутреннего зацепления 
= 0,2(u + 1)/(u – 1). Меньшие значения – для передач с твердостью зубьев Н ³45 НRС.
Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность
КH = 
Таблица 14
Значения коэффициента скорости в зависимости от степени
точности и твердости колес
| Степень точности по ГОСТ 1643-81 | Твердость на поверхности зубьев колеса | Значения KUv при v, м/с | ||||
| > 350 НВ | 1.02 1,01 | 1,06 1,03 | 1.10 1,04 | 1.16 1,06 | 1,20 1,08 | |
| < 350 НВ | 1,03 1,01 | 1,09 1,03 | 1,16 1,06 | 1.25 1,09 | 1,32 1,13 | |
| > 350 НВ | 1,02 1,01 | 1,06 1,03 | 1,12 1,05 | 1,19 1,08 | 1,25 | |
| 1,10 | ||||||
| < 350 НВ | 1,04 | 1,12 | 1,20 | 1,32 | 1,40 | |
| 1,02 | 1,06 | 1,08 | 1,13 | 1,16 | ||
| > 350 НВ | 1,03 | 1,09 | 1,15 | 1,24 | 1,30 | |
| 1,01 | 1,03 | 1,06 | 1,09 | 1,12 | ||
| < 350 НВ | 1,05 | 1,15 | 1,24 | 1,38 | 1,48 | |
| 1,02 | 1,06 | 1,10 | 1,15 | 1,19 | ||
| > 350 НВ | 1,03 | 1,09 | 1,17 | 1,28 | 1,35 | |
| 1,01 | 1,03 | 1,07 | 1,11 | 1,14 | ||
| < 350 НВ | 1,06 1,02 | 1,12-1,06 | 1,28 1,11 | 1,45 1,18 | 1,56 1,22 |
Примечание.В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе для косозубых колес.
Коэффициент 
учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев колес.
Значения 
принимают в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей по таблице 14. =1,05...1,56.
Коэффициент 
учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловливаемую погрешностями изготовления (погрешностями направления зуба) и упругими деформациями валов.
Значение коэффициента 
принимают по табл. 15 в зависимости от коэффициента 
= 
, схемы передачи и твердости зубьев. Так как ширина колеса и диаметр шестерни еще не определены, значение коэффициента 
вычисляют ориентировочно:
= 0,5 
.
Коэффициент определяют по формуле:
= 
,
где KHw – коэффициент, учитывающий приработку зубьев, его значения находят в зависимости от окружной скорости для зубчатого колеса с меньшей твердостью (табл. 16).
Рис. 13. Схемы передач редукторов
Коэффициент 
определяют по формуле
= 
,
где KHw – коэффициент, значение которого находят в таблиц 16, для колеса с меньшей твердостью.
Начальное значение коэффициента 
распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления (погрешностями шага зацепления и направления зуба) определяют в зависимости от степени точности (nст = 5, 6, 7, 8, 9) по нормам плавности:
для прямозубых передач
=1+0,06(nст – 5), при 1£ £1,25.
для косозубых передач
=1+А(nст – 5), при 1£ £1,6.
где А = 0,15 — для зубчатых колес с твердостью H 1 и H 2 > 350 НВ и А = 0,25 при H 1 и H 2< 350 НВ или H 1> 350 НВ и H 2< 350 НВ.
Вычисленное значение межосевого расстояния округляют до ближайшего числа, кратного пяти, или по ряду размеров Ra 40. При крупносерийном производстве редукторов aw, 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.
Предварительные основные размеры колеса:
делительный диаметр
d 2= 2 awu /(u ± 1);
ширина:
b 2 = 
aw.
Ширину колеса после вычисления округляют в ближайшую сторону до стандартного числа.
Коэффициент нагрузки при расчете по напряжению изгиба
КF = 
.
где 
– коэффициент учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления шестерни и колеса, значения
Таблица 15
Значения коэффициента в зависимости от и схемы передач
|
| Твердость на поверхности зубьев колеса | Значения для схемы передачи по рис. 13
| ||||||
| 5 | ||||||||
| 0,4 | < 350 НВ > 350 НВ | 1,17 1,43 | 1,12 1,24 | 1,05 1,11 | 1,03 1,08 | 1,02 1,05 | 1,02 1,02 | 1,01 1,01 |
| 0,6 | < 350 НВ > 350 НВ | 1,27 | 1,18 1,43 | 1,08 1,20 | 1,05 1,13 | 1,04 1,08 | 1,03 1,05 | 1,02 1,02 |
Окончание табл. 15
|
| Твердость на поверхности зубьев колеса | Значения для схемы передачи по рис. 13
| ||||||
| 5 | ||||||||
| 0,8 | < 350 НВ > 350 НВ | 1,45 | 1,27 | 1,12 1,28 | 1,08 1,20 | 1,05 1,13 | 1,03 1,07 | 1,02 1,04 |
| 1,0 | < 350 НВ > 350 НВ | – | – | 1,15 1,38 | 1,10 1,27 | 1,07 1,18 | 1,04 1,11 | 1,02 1,06 |
| 1,2 | < 350 НВ > 350 НВ | – | – | 1,18 1,48 | 1,13 1,34 | 1,08 1,25 | 1,06 1,15 | 1,03 1,08 |
| 1,4 | < 350 НВ > 350 НВ | – | – | 1,23 | 1,17 1,42 | 1,12 1,31 | 1,08 1,20 | 1,04 1,12 |
| 1,6 | < 350 НВ > 350 НВ | – | – | 1,28 | 1,20 | 1,15 | 1,11 1,26 | 1,06 1,16 |
Таблица 16
Значения коэффициента КНw в зависимости от скорости и твердости колес
| Твердость на поверхности зубьев | Значения КНw при v, м/с | |||||
| 200 НВ | 0,19 | 0,20 | 0,22 | 0,27 | 0,32 | 0,54 |
| 250 НВ | 0,26 | 0,28 | 0,32 | 0,39 | 0,45 | 0,67 |
| 300 НВ | 0,35 | 0,37 | 0,41 | 0,50 | 0,58 | 0,87 |
| 350 НВ | 0,45 | 0,46 | 0,53 | 0,64 | 0,73 | 1,00 |
| 43HRC | 0,53 | 0,57 | 0,63 | 0,78 | 0,91 | 1,00 |
| 47HRC | 0,63 | 0,70 | 0,78 | 0,98 | 1,00 | 1,00 |
| 51HRC | 0,71 | 0,90 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 60HRC | 0,80 | 0,90 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
коэффициента принимают по табл. 17 в зависимости от степени точности по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей;
– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжения у основания зуба по ширине зубчатого венца, оценивают по формуле = 0,18+0,82 ;
– коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями, определяют так же, как при расчетах на контактную прочность: = 
.
Таблица 17
Значения коэффициента KFv в зависимости от скорости и твердости колес
| Степень точности по ГОСТ 1643-81 | Твердость на поверхности зубьев колеса | Значения, KFv при v м/с | |||||
| > 350 НВ | 1,02 | 1,06 | 1,10 | 1,16 1,06 | 1,20 | ||
| 1,01 | 1,03 | 1,06 | 1,08 | ||||
| < 350 НВ | 1,06 | 1,18 | 1,32 | 1,50 1,20 | 1,64 | ||
| 1,03 | 1,09 | 1,13 | 1,26 | ||||
| > 350 НВ | 1,02 1,01 | 1,06 1,03 | 1,12 1,05 | 1,19 1,08 | 1,25 1,10 | ||
| < 350 НВ | 1,08 1,03 | 1,24 1,09 | 1,40 1,16 | 1,64 1,25 | 1,80 1,32 | ||
| > 350 НВ | 1,03 | 1,09 | 1,15 | 1,24 1,09 | 1,30 1,12 | ||
| 1,01 | 1,03 | 1,06 | |||||
| < 350 НВ | 1,10 1,04 | 1,30 1,12 | 1,48 1,19 | 1,77 1,30 | 1,96 1,38 | ||
| > 350 НВ | 1,03 1,01 | 1,09 1,03 | 1,17 1,07 | 1,28 1,11 | 1,35 1,14 | ||
| < 350 НВ | 1,11 1,04 | 1,33 1,12 | 1,56 1,22 | 1,90 1,36 | – 1,45 |
Примечание. В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе – для косозубых зубчатых колес.
В связи с менее благоприятным влиянием приработки на изгибную прочность, чем на контактную, и более тяжелыми последствиями из-за неточности при определении напряжений изгиба приработку зубьев при вычислении коэффициентов и не учитывают.
Модуль передачи определяется из условия не подрезания зубьев у основания
.
Или m =(0,01...0,02) 
.
Из полученного диапазона 
... 
модулей принимают среднее значение, согласуя его со стандартным (первый ряд следует предпочитать второму):
Ряд 1, мм..........1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0;
Ряд 2, мм..........1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0;
Суммарное число зубьев
Для прямозубых передач 
Полученное значение 
округляют в меньшую сторону до целого числа и определяют действительное значение угла b наклона зуба:
b= arccos[ m / 
.
Для косозубых колес b = 8...20°, для шевронных – b = 25...40°.
Число зубьев шестерни и колеса. Число зубьев шестерни
Значение 
округляют в большую сторону до целого числа. Для прямозубых колес 
= 17; для косозубых и шевронных 
= 17соs3 b.
При < 17 значения модуля можно изменить на меньшее ближайшее из ряда 1 или 2.
Число зубьев колеса внешнего зацепления z 2 = - . Внутреннего зацепления z 2 = + .
Фактическое передаточное число 
.
Фактические значения передаточных чисел не должны отличаться от номинальных более чем на: 3% для одноступенчатых, 4 % – для двухступенчатых и 5 % – для многоступенчатых редукторов.
Диаметры колес (рис. 14). Делительные диаметры d
шестерни................................................................. 
;
колеса внешнего зацепления............................... 
;
колеса внутреннего зацепления......................... 
.
Диаметры 
и 
окружностей вершин и впадин зубьев колес внешнего зацепления:
; 
; 
.
колес внутреннего зацепления
; 
;
; 
.
а – делительное межосевое расстояние а = 
.
После проведенных расчетов выполнить эскизы шестерни и колеса.
Рис. 14. Параметры
цилиндрического колеса
Пример выполнения цилиндрического колеса в приложении 15.
