2.11. Определяем силу предварительного натяжения ремня и нагрузку на вал шкива.

Силы предварительного натяжения ремня определяется по формуле (с. 131, [3]):

,

где А = 230 мм² (п. 2.2), = 1,2 МПа = 1,2 Н/мм² (п. 2.8), тогда

Н.

Нагрузка на вал шкива (с. 131, [3]) от всех ремней будет равна:

Н.

3. Расчёт закрытой прямозубой цилиндрической передачи

В данном случае

, (п. 1.6)

с^-1, (п. 1.7)

об/мин, (п. 1.7)

с^-1, (уточнение п. 1.7; задана п. 1.4)

об/мин, (п. 1.4)

кВт, (п. 1.8)

кВт, (задана)

Н·м, (п. 1.8)

Н·м, (п. 1.8)

Н. (п. 2.11)

1. Выбираем марку стали и её термообработку для шестерни и колеса.

Для шестерни выбираем сталь 40ХН (с.8, [2]), для которой по табл. 2.1, [2] принимаем:

термическая обработка – улучшение до твердости

Н₂ = (269 … 302) НВ

и

МПа,

МПа.

Для колеса:

сталь 40НХ – улучшение до твердости

Н₃ = (235…262) НВ

и

МПа,

МПа.

Таблица 2.1, [2]

Механические свойства сталей

Марка стали	Диаметр, D, мм	Ширина, S, мм	HB сердцевины	HRC поверхности	συ		Термическая обработка
					МПа
35 45 45 45 40Х 40Х 40Х 35ХМ 35ХМ 35ХМ 40ХН 40ХН 40ХН 20ХН2М 18ХП 12ХНЗА 25ХГМ 40ХН2МА 35Л 45Л 40ГЛ	Любой » 125 80 200 125 125 315 200 200 315 200 200 200 200 200 200 125 Любой 315 315	Любая » 80 50 125 80 80 200 125 125 200 125 125 125 125 125 125 80 Любая 200 200	163-192 179-207 235-262 269-302 235-262 269-302 269-302 235-262 269-302 269-302 235-262 269-302 269-302 300-400 300-400 300-400 300-400 269-302 163-207 207-235 235-262	- - - - - - 45-50 - - 48-53 - - 48-53 56-63 56-63 56-63 56-63 50-56 - - -	550 600 780 890 790 900 900 800 920 920 800 920 920 1000 1000 1000 1000 980 550 680 850	270 320 540 650 640 750 750 670 790 790 630 750 750 800 800 800 800 780 270 440 600	Нормализация » Улучшение » » » Улучшение +закалка ТВЧ Улучшение » Улучшение +закалка ТВЧ Улучшение » Улучшение +закалка ТВЧ Улучшение + цементация +закалка То же » » Улучшение + азотирование Нормализация Улучшение »

2. Определяем допускаемые контактные напряжения.

Допускаемые контактные напряжения определяем по формуле (с. 175, [5]):

,

где - предел выносливости (усталости), S_H – коэффициент безопасности, Z_N – коэффициент долговечности.

По табл. 8.8, [5] предел контактной выносливости для шестерни (сталь 40ХН, п. 3.1.)

МПа,

а для колеса

МПа.

Коэффициент долговечности Z_N при приближенно равен (с. 177, [5])

,

а при можно принять .

Базовое число циклов (абсцисса точки перелома кривой усталости) определяется по формуле (с. 177, [5]):

,

а для шестерни

и для колеса

.

Таблица 8.8, [5]

Определение твердости зубьев

Термообработка	Твердость зубьев Н		Группа сталей	, МПа		, МПа
	На поверхности	В сердцевине
Нормализация, улучшение	180 … 250 НВ		40; 45Х; 40ХН; 45ХЦ; 35ХМ и др.	2НВ+70 17HRC+200	1,1	1,8 HB 550	1.75
Объемная закалка	45 … 55HRC		40Х; 40ХН; 45ХЦ; 36ХМ и др. 55ПП; У6; 35ХМ; 40Х; 40ХН; и др. 35ХМ; 40Х; 40ХН и др. 35ХЮА; 38ХМЮА; 40Х; 40ХФА; 40ХНМА и др. Цементируемые стали всех марок Молибденовые стали 25ХГМ, 25 ХГНМ, Безмолибденовые стали 25ХГТ, 30ХГТ, 35Х и др.
Закалка ТВЧ по всему контуру (модуль mn≥ 3 мм) Закалка ТВЧ сквозная с охватом впадины (модуль mn <3 мм*) Азотирование	56…63HRC 45…55HRC 45…55HRC 55…67HRC 50…59HRC	25…55HRC » 45…55HRC 24…40HRC »		17HRCпов + +200 17HRCпов + +200	1,2	900 650
				1050 » 23HRCпов. 23HRCпов. 23HRCпов.		12 HRCсердц. +300 1,75
						750 1000 750	1,5
Цементация и закалка Нитроцементация и закалка	55…63HRC 57…63 HRC	30…45HRC 30…45HRC

Таблица 8.9, [5]

Значения и при для типовых режимов нагружения

Режим работы	Расчет на контактную усталость			Расчет на изгибную усталость
	Термообработка	m/2		Термообработка	m		Термообработка	m
0	Любая	3	1,0	Улучшение, нормализация	6	1,0	Закалка, объемная, поверхностная, цементация, озотирование	9	1,0
I			0,50			0,30			0,20
II			0,25			0,143			0,10
III			0,18			0,065			0,036
IV			0,125			0,038			0,016
V			0,063			0,013			0,004

Число циклов переменных напряжений за весь срок службы (циклическая долговечность) определяется по формуле (с. 181, [5]):

,

где суммарный срок службы в часах

.

Примем Z = 10 лет – срок службы редуктора, К_ГОД = 0,82 (300 дней работы в году) и К_СУТ = 0,33 (8 часов работы в сутках), тогда

ч.

Число циклов для шестерни при n₂ = 243,25 об/мин (п. 3)

,

а для колеса n₃ = 81,21 об/мин (п. 3)

,

где

.

Эквивалентное число циклов определяется по формуле:

,

где по табл. 8.9 (с. 181, [5]) для режима работы II – средний равновероятный

,

тогда для шестерни

,

а для колеса

.

Коэффициент долговечности для шестерни при

можно принять

,

а для колеса при

,

тогда

.

Коэффициент безопасности S_H по табл. 8.8, [5] для шестерни и колеса

.

Допускаемые контактные напряжения для шестерни при МПа (п. 3.2)

МПа,

а для колеса при МПа (п. 3.2)

МПа.

В данном случае Н₂ и Н₃<350 HB, поэтому расчетную величину принимают меньшую из двух:

МПа,

т.е. расчет выполняем для колеса.