Расчет открытой передачи. Зубчатая передача.

Принимают в качестве материала колес сталь 45 нормализованную, НВ₂=190, _В2=570 МПа, _Т2=290 МПа; учитывая, что твердость поверхности зубьев шестерни должна быть на 20…30 единиц НВ выше чем у зубьев колеса, для шестерни принимаем сталь 30 ХГС с термообработкой - улучшение до НВ1=260, _В1=1020 МПа, _Т2=840 МПа.

Определение допускаемых напряжений изгиба

где - предел выносливости зубьев при базовом числе циклов переменных напряжений изгиба (410⁶ циклов), =(1,7…1,8) НВ;

S_F=1,7…1,8 – коэффициент запаса прочности;

K_FL=1 - коэффициент долговечности;

K_FC=коэффициент, учитывающий реверсивность движения, K_FC=1 - для нереверсивного и K_FC=0,7…0,8 - для реверсивного движения. Допускаемые напряжения изгиба определяются отдельно для шестерни и для колеса.

Определение числа зубьев

z₁=20

z₂=z₁u=20 4,755=95

u′= z₂/z₁=95/20=4,75

Определение коэффициента формы зуба Y_F

Yf1=4,09 Yf2=3,61

Определение модуля зацепления

мм

Принимаем m=6 мм

K_F=K_FK_FK_FV =1*1,37*1,45=1,9865– коэффициент нагрузки,

Определение основных геометрических размеров передачи

Определяют с точностью до сотых долей миллиметра основные геометрические размеры передачи:

Диаметры делительных окружностей:

d₁=mz₁=6*20=120 мм

d₂=mz₂=6*95=570 мм

Диаметры окружностей выступов:

d_a1=d₁+2m=120+12=132 мм

d_a2=d₂+2m=570+12=582 мм

Диаметры окружностей впадин:

d_f1=d₁-2,5m=120-15=105 мм

d_f2=d₂-2,5m=570-15=355 мм

Ширина зубчатого венца колеса: b₂=_bmm=48 мм. Принимаем 36 мм.

венца шестерни: b₁=b₂+5 мм=53 мм. Принимаем 41 мм.

Определение окружной скорости шестерни

V=d₁n₁/(601000)=3,14*120*781/60000=1,13 м/с

Проверка условия прочности зубьев на выносливость

, МПа

=K_FK_FK_FV =1*1,37*1,45=1,9865

Недогрузка 6,5%.

Определение сил, действующих в зацеплении

Окружные силы F_t1=F_t2=2T₁/d₁=6000H

Радиальные силы F_r1=F_r2=F_ttg=2160

Силы нормального давления

Расчет и конструирование валов.

2-быстроходный 3-тихоходный

Принимаем

Принимаем

d_б =(0,8…1,2)·d_эд

Принимаем d_б=32

dэд=38мм

d_эд ≤ d_б ≤ d_Т

38 ≤ 32 ≤ 48

быстрходный вал: тихоходный вал:

dp=32мм dp=48мм

dп=35мм dп=55мм

dп=45мм dc=dп+10мм=60мм

dз=dп+10мм dб=dc+10мм=65мм

Выбор подшипников.

Лёгкая серия

Быстроходный

Обозначения 7207

d=35мм

D=72мм

B=17мм

r=2мм

Cr=38,5кН

Cor=26,0кН

Тихоходный

Обозначения 7311

d=55мм

D=120мм

B=29мм

r=3мм

Cr=107,0кН

Cor=81,5кН

Подшипники для быстроходного вала:

усл.обознач	d	D	T	B	c	r	r1	C	C0	e	Y	Y0
								kH
7207	35	72	18,25	17	15	2,0	0,8	38,5	26,0	0,37	1,62	0,89

Подшипники для тихоходного вала:

усл.обознач	d	D	T	B	c	r	r1	C	C0	e	Y	Y0
								kH
7311	55	120	31,5	29	25	3,0	1,0	107,0	81,5	0,33	1,8	0,99