2. Выбор материала и определение допускаемых напряжений для зубчатых передач.

Шестерни и зубчатые колеса изготавливаются из стали 40Х твердость поверхности которых менее 350, что позволяет производить чистовое нарязание зубъев после термообработки. При этом можно получать высокую точность без применения дорогих отделочных операций (шлифофки, притирки, и т.п.). Колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках.

Определим допускаемые напряжения для тихоходной зубчатой передачи.

Шестерня – сталь 40хнв250.

_нр1 = 0,9*_нlim1*z_N1/S_н1 = 0,9*570*0,95/1,2 = 406 МПа;

где _нlim – пределы контактной выносливости шестерни.

_нlim1 = 2*H_HB+70 = 2*250+70 = 570 МПа;

z_N1 – коэффициент долговечности шестерни.

;

где N_нlim – базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости.

N_нlim = 30* H_HB^2,4 = 30*250^2,4 = 17067789;

N_к – расчетное число циклов напряжений при постоянном режиме нагрузки.

N_к = 60*n*c*t = 60*42,6*1*19008 = 48584448;

где n – частота вращения шестерни;

с- число колес, находящихся в зацеплении с расчитываемым;

t – число часов работы передачи за расчетный срок службы.

t = 0,33*24*8*300 = 19008 ч.

S_н1 – коэффициент запаса прочности шестерни;

S_н1=1,2 – при однородной структуре зуба.

Колесо – сталь 40HB230

_нр2 = 0,9*_нlim2*z_N2/S_н2 = 0,9*530*1/1,2 = 397,5 МПа;

_нlim2 = 2*H_HB+70 = 2*230+70 = 530 МПа;

;

N_нlim = 30* H_HB^2,4 = 30*230^2,4 = 13972305;

N_к = 60*n*c*t = 60*12,5*1*19008 = 14256000;

_нр = 0,45 (_нр1+_нр2) < 1,23 _{нр min};

_нр = 0,45 (406+397,5) < 1,23 * 361,6;

361,6 МПа < 444,8 МПА;

Определим допускаемые напряжения изгибы.

_FP1 = _Flim * Y_N1 * Y_A1 / S_F1 = 437,5*0,66*0,75/1,4 = 155 МПа;

где _Flim1 – пределы изгибной выносливости шестерни;

_Flim1 = 1,75*H_HB = 1,75*250 = 437,5 МПа;

Y_N1 – коэффициент долговечности;

;

где N_FG – базовое число циклов перемены напряжений

N_R – расчетное число циклов, N_R = N_K, напряжений при постоянном режиме нагрузки;

Y_A1 – коэффициент, учитывающий влияние двухсторонней приложенной нагрузки;

_FP2 = _Flim2*Y_N2*Y_A2 / S_F2 = 402,5*0,8*0,75/1,4 = 172,5 МПа;

_Flim2 = 1,75*H_HB = 1,75*230 = 402,5 МПа;

;

Для промежуточной зубчатой передачи.

Шестерня – сталь 40ХHB255.

_нр1 = 0,9*_нlim1*z_N1/S_н1 = 0,9*580*0,89/1,2 = 387 МПа;

;

N_нlim = 30* H_HB^2,4 = 30*255^2,4 = 17898543;

N_к = 60*n*c*t = 60*162*1*19008 = 184787760;

_нlim1 = 2*H_HB+70 = 2*255+70 = 580 МПа;

Колесо – сталь 40ХHB235.

_нр2 = 0,9*_нlim2*z_N2/S_н2 = 0,9*540*0,94/1,2 = 381 МПа;

;

N_нlim = 30* H_HB^2,4 = 30*235^2,4 = 14712420;

N_к = 60*n*c*t = 60*42,6*1*19008 = 48584448;

_нlim1 = 2*H_HB+70 = 2*235+70 = 540 МПа;

_нр = 0,45 (387+381) < 1,23 * 346;

346 МПа < 425 МПА;

Определяем допускаемые напряжения изгиба.

_FP1 = _Flim1*Y_N1*Y_A1 / S_F1 = 446*0,53*0,7/1,4 = 118 МПа;

_Flim1 = 1,75*H_HB = 1,75*255 = 446 МПа;

;

_FP2 = _Flim2*Y_N2*Y_A2 / S_F2 = 411*0,66*0,7/1,4 = 136 МПа;

_Flim2 = 1,75*H_HB = 1,75*235 = 411 МПа;

;

Для быстроходной зубчатой передачи.

Шестерня – сталь 40ХНВ260.

_нр1 = 0,9*_нlim1*z_N1/S_н1 = 0,9*590*0,83/1,2 = 367 МПа;

;

N_нlim = 30* H_HB^2,4 = 30*260^2,4 = 18752418;

N_к = 60*n*c*t = 60*665*1*19008 = 758419200;

Колесо – сталь 40ХНВ240.

_нр2 = 0,9*_нlim2*z_N2/S_н2 = 0,9*550*0,88/1,2 = 363 МПа;

;

_нlim1 = 2*H_HB+70 = 2*240+70 = 550 МПа;

_нр = 0,45 (367+363) < 1,23 * 328,5;

328,5 МПа < 404 МПА;

Определяем допускаемые напряжения изгиба.

_FP1 = _Flim1*Y_N1*Y_A1 / S_F1 = 455*0,42*0,8/1,4 = 109 МПа;

_Flim1 = 1,75*H_HB = 1,75*260 = 455 МПа;

;

_FP2 = _Flim2*Y_N2*Y_A2 / S_F2 = 420*0,53*0,8/1,4 = 127 МПа;

_Flim2 = 1,75*H_HB = 1,75*240 = 420 МПа;

;