3. Расчёт конической косозубой передачи

3.1 Выбор механических характеристик материалов зубчатых колёс

- для шестерни: сталь 40Х;

термическая обработка – улучшение;

твердость HB 270;

- для колеса: сталь 40Х;

термическая обработка – улучшение;

твердость HB 245.

3.2 Определение допускаемых контактных напряжений

[σ_н]= σ_HlimbK_HL/ [S_H];

- для шестерни σ_Hlimb1=610 Н/мм²;

- для колеса σ_Hlimb2=560 Н/мм²;

Т.к. термообработка – улучшение, то принимаем коэффициент безопастности [S_H]=1,15, а коэффициент долговечности К_HL=1, тогда:

- для шестерни [σ_н1]=530 Н/мм²;

- для колеса [σ_н2]=485 Н/мм²;

Для косозубых колёс расчётное допускаемое контактное напряжение:

[σ_н]= 0,45([σ_н1]+[σ_н2])=460 Н/мм²;

3.3 Проектный расчёт

Передаточное число редуктора U=1,6;

Вращающие моменты:

- на валу шестерни Т₂=1045,1616Нм;

- на валу колеса Т₃=4076,5512Нм.

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки ;

Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию Ψ_bRe=b/R_e=0,285;

1. Внешний делительный диаметр колеса при K_D=86;

;

Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее значение =500мм;.

2. Примем число зубьев шестерни Z₁=25 и число зубьев колеса

Z₂=Z₁U= 40, тогда U=Z₂/Z₁=1,6.

Отклонение от заданного ;

3. Внешний окружной модуль:

;

4. Углы делительных конусов:

5. Внешнее конусное расстояние R_e и ширина венца b:

;

;

6. Внешний делительный диаметр шестерни:

;

7. Средний делительный деаметр:

;

8. Средний окружной и средний нормальный модули зубьев:

;

;

9. Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру:

;

10. Средняя окружная скорость и степень точности передачи:

;

Принимаем 7-ую степень точности, назначаемую обычно для конических передач.

11. Коэффициент нагрузки:

K_H= K_HβK_HαK_Hν;

K_Hβ=1,0 ; K_Hα=1,05 ; K_Hν=1,0;

K_H=1,26.

3.4 Проверка контактных напряжений

;

Окружная сила: F_t = =7802,6H;

3.5 Проверяем зубья на выносливость по напряжению изгиба

.

Здесь коэффициент нагрузки K_F= ;

Таким образом: K_F=1,37;

Коэффициент Y_F формы зуба выбирают следующим образом:

, =35 ;

, ;

Y_F – коэффициент, учитывающий форму зуба: Y_F1=3,62; Y_F2=3,6;

Коэффициент , учитывающий распределение нагрузки между зубьями:

;

Допускаемое напряжение по формуле:

.

Для стали 45 улучшенной твердости =1,8 HB:

- для шестерни ;

- для колеса .

[S_F]= [S_F]^’ [S_F]^’’ – коэффициент безопасности;

[S_F]^’ = 1,75; [S_F]^’’=1 (для поковок и штамповок). Значит [S_F]=1,75.

Допускаемые напряжения:

- для шестерни: ;

- для колеса: .

Находим отношения :

- для шестерни: ;

- для колеса: .

< ;

Проверяем прочность зуба колеса:

.

Условие прочности выполнено.

4. Расчёт цепной передачи

4.1 Выбираем приводную роликовую однорядную цепь

Вращающий момент на ведущей звёздочке Т₃=4076,5512Н. Передаточное число U=1,8.

Число зубьев:

- ведущей звездочки Z₃=31-2U=27,4;

- ведомой звёздочки Z₄=Z₃U=48,6;

Принимаем Z₃=27 и Z₄=48 тогда U=Z₄/Z₃=1,778;

Отклонение .