4.2. Определение допускаемых напряжений изгиба.
Для открытых зубчатых передач допскаемое напряжение изгиба для шестерни и колеса определяют по формуле
(δF) =0,4*δF lim*YN, Мпа, (19)
δF lim-предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений NFО (табл.4 стр. 10, (2))
для шестерни δF lim1 = 1,75*НВ1=1,75*218=381,5 МПа; (20)
для колеса δF lim2 = 1,75*НВ1=1,75*198=346,5 МПа; ; (20)
YN-коэффициент долговечности учитывающий влияние срока службы и режима нагружения передачи;
YN=
q
NFО/
NК
≥
1
(21)
NFО-базовое число циклов напряжений при расчёте на изгиб. Для сталей NFО=4*106;
NК -расчётное число циклов за весть срок службы передачи;
q-показатель степени кривой усталости. При твердости зубьев Н≤ 350 q=6
Расчётное число циклов напряжений за весь срок службы передачи при постоянном режиме нагружения:
NК=60*n*c*Lh (22)
где n-частота вращения шестерни, зубчатого колеса, мин-1;
с-число зацеплений зуба за один оборот колеса. Для нереверсивной передачи с=1;
Lh-срок службы передачи
Lh=2920*L*КГ*КС, ч, (23)
где L-число лет работы передачи-7 лет;
КГ-коэффициент годового использования передачи. КГ=0,85 (стр.8 (2)) ;
КС-число смен работы передачи в сутки-3 ( по заданию).
Lh=2920*7*0,85*3=52122 ч, (23)
Расчётное число циклов напряжений:
для шестерни: NК1=60*112,015*1*52122=350306749,8 = 350*106 (22)
для колеса: NК2=60*32,004*1*52122=100086749,3 = 100*106 (22)
Так как расчётное число циклов для шестерни NК1= 350*106 и для колеса NК2=100*106 больше базового числа NFО =4*106 , то принимаем YN=1,0.
Допускаемые напряжения изгиба:
для шестерни (δF) 1=0,4*381,5*1=152,6 МПа, (19)
для колеса (δF) 2=0,4*346,5*1=138,6 МПа. (19)
4.3. Число зубьев шестерни и колеса.
В пункте 3 на стр.23 (2) указывется, что число зубьев шестерни выбирается от 20 до 30.
Принимаем z1=21, тогда z2=z1*u=21*3,5=73,5 (24)
Значение округляем до ближайшего целого числа z2=74
4.4. Определение модуля зацепления.
m ≥ Кm ³ (T1*КFβ*YFS1)/(z21*Ψbd*(δF) 1) , мм, (25)
Кm =14 вспомогательный коэффициент;
Т1-вращающий момент на шестерне, 256,451 Н*м;
Ψbd-коэффициент, ширины венца колеса относительно диаметра. Ψbd=0,3;
КFβ-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий;
Кfβ=1+1,1*Ψbd/SX (26)
SX-номер схемы расположения колёс относительно опор по рис.3 стр.19 (2), для открытой
передачи с симметричным расположением колёс SX=1
Кfβ=1+1,1*0,3/1=1,33 (27)
YFS1-коэффициент, учитывающий форму зуба шестерни;
YFS1=3,47+13,2/z1 (66)
YFS1=3,47+13,2/21=4,09 (66)
m ≥ 14* ³ (256,451*1,33*4,09 )/(212*0,3*152,6) = 5,744 мм
Принимаем по ГОСТ 9563-80 стандартное значение моуля m=6 мм из первого (предпочитаемого) ряда таблицы 5 стр.12 (2)