3. Выбор материала зубчатой передачи

Определение допускаемых напряжений

Выбирается твердость, термообработка и материал зубчатой передачи;

Определяются допускаемые контактные напряжения;

Определяются допускаемые напряжения на изгиб.

Материал зубчатой передачи

а) Определяем марку стали :

для шестерни – 40Х, твердость 45

для колеса – 40Х, твердость 350

Разность средних твёрдостей

б) Определяем механические характеристики стали 40Х :

для шестерни твердость 45…50

термообработка – улучшение и закалка ТВЧ,

для колеса твердость

термообработка – улучшение,

в) Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса :

,

,

По графику находим .

Допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса .

а) Рассчитываем коэффициент долговечности

Наработка за весь срок службы:

для колеса

циклов,

для шестерни

циклов

Так как > и > ,то коэффициенты долговечности и

б) Допускаемое контактное напряжение , соответствующее числу циклов перемены напряжения :

для шестерни

Н/ммІ,

для колеса

Н/ммІ,

в) Определяем допускаемое контактное напряжение :

для шестерни

Н/ммІ,

для колеса

Н/ммІ,

Так как - =457-285,5=171,5>70 и , то косозубая передача рассчитывается на прочность по среднему допускаемому контактному напряжению :

Н/ммІ,

При этом условие

соблюдается.

Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса .

а) Рассчитываем коэффициент долговечности .

Наработка за весь срок службы :

для колеса

циклов,

для шестерни

циклов.

Число циклов перемены напряжения, соответствующее пределу выносливости , для обоих колес.

Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .

б) Определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжения :

для шестерни Н/ммІ;

для колеса

Н/ммІ.

в) Определяем допускаемое напряжение изгиба :

для шестерни

Н/ммІ;

для колеса

Н/ммІ.

Так как передача реверсивная, то уменьшаем на 25% :

Н/ммІ;

Н/ммІ.

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Таблица 3.1

Элемент передачи	Марка стали		Термообработка
					Н/ммІ
Шестерня	40Х	125	У+ТВЧ	47,5	835	232,5
Колесо	40Х	80	У	285,5	580,9	220,5

4. Расчет зубчатой передачи редуктора

Выполняется проектный расчет редукторной пары;

Выполняется проверочный расчет редукторной пары.

Проектный расчет

Определяем главный параметр – межосевое расстояние , мм :

,

где

а) - вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач =43;

б) - коэффициент ширины венца колеса равный ;

в) u – передаточное число редуктора или открытой передачи;

г) - вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н м;

д) - среднее допускаемое контактное напряжение, Н/ммІ;

е) - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев =1

мм.

Полученное значение межосевого расстояния для нестандартных передач округляем до ближайшего значения из ряда нормальных линейных размеров: =125 мм.

Определяем модуль зацепления m, мм

,

где

а) - вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач =5,8;

б)

делительный диаметр колеса, мм;

в)

ширина венца колеса, мм;

г) - допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом, Н/ммІ.

мм;

мм;

мм.

Полученное значение модуля округлить в большую сторону до стандартного из ряда чисел, мм. 4.1.3. Определяем угол наклона зубьев для косозубых передач

Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса для косозубых колес

Полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа .

Уточняем действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач

Определяем число зубьев шестерни

Значение округляем до ближайшего целого числа

Определяем число зубьев колеса

Определяем фактическое передаточное число и проверяем его от отклонение заданного

Определяем фактическое межосевое расстояние

мм.

Определяем основные геометрические параметры передачи

Таблица 4.1

Параметр		Шестерня	Колесо
Диаметр	Делительный	мм	мм
	Вершины зубьев	мм	мм
	Впадин зубьев	мм	мм
Ширина венца		мм	мм

Проверочный расчет

Проверяем межосевое расстояние

мм.

Проверяем пригодность заготовок колес Условие пригодности заготовок колес . Диаметр заготовки шестерни

мм< мм.

Размер заготовки колеса закрытой передачи

мм < мм.

Проверяем контактные напряжения Н/мм2:

где а) – вспомогательный коэффициент. Для косозубой передачи ;

б)

окружная сила в зацеплении, Н; в) - коэффициент, учитывающий разделение нагрузки между зубьями, определяется в зависимости от окружной скорости колес м/с2, и степени точности передачи, равной 9. . г) - коэффициент динамической нагрузки, зависящей от окружной скорости колес и степени точности передачи .

Н/мм

Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса ,Н/мм2

,

,

где а) - модуль зацепления, мм; - ширина зубчатого колеса, .; б) - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; в) - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба ; г) коэффициент динамической нагрузки, зависящей от окружной скорости колес и степени точности; д) и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Для косозубых передач определяется в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни;

колеса

,

где - угол наклона зубьев ; ;

е)

коэффициент, учитывающий наклон зуба; ж) и - допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса, ;

Н/мм2,

Н/мм2.

Параметры зубчатой цилиндрической передачи

Таблица 4.2

Проектный расчет
Параметр	Значение	Параметр	Значение
Межосевое расстояние,	125 мм	Угол наклона зубьев,	11,48
Модуль зацепления	2,5	Диаметр делительной окружности: шестерни колеса	51,5 мм 200 мм
Ширина зубчатого венца: шестерни колеса	43 мм 40 мм
Число зубьев шестерни колеса	20 78	Диаметр окружности вершин: шестерни колеса	56,5 мм 206 мм
Вид зубьев	косые	Диаметр окружности впадин: шестерни колеса	45,5 мм. 195 мм

Проверочный расчет

Таблица 4.3

Параметр		Допускные значения	Расчетные значения	Примечание
Контактные напряжения ,Н/мм2		637,2	586	8,7%
Напряжения изгиба		232,5	143,3	62,2%
		220,5	130	69,6%