
- •4. Зубчатые передачи
- •4.1. Материалы, термообработка и допускаемые напряжения
- •Выбор материала, термообработки и твердости
- •Механические характеристики некоторых марок сталей для изготовления зубчатых колес
- •Значение числа циклов nho
- •Механические характеристики материалов зубчатой передачи
- •4.2. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи
- •Значения межосевых расстояний аW
- •Значение коэффициента внешней динамической нагрузки ka
- •Значения модулей зубчатых колес
- •Геометрические параметры передачи
- •Проверочный расчет
- •Ориентировочные рекомендации по выбору степени точности зубчатых передач
- •Значения коэффициентов kHα и kFα, учитывающих неравномерность нагрузки одновременно зацепляющихся пар зубьев
- •Значения коэффициентов kHv и kFv,
- •Коэффициенты формы зуба yf1 и yf2
- •Параметры зубчатой передачи
- •4.3. Конструирование цилиндрических зубчатых колес
- •Стандартные размеры фасок, мм
- •Определение размеров цилиндрических зубчатых колес
- •Допуски радиального биения заготовок зубчатого колеса
- •Допуски осевого биения базовых поверхностей венца и ступицы
- •Шероховатость поверхностей
Значение числа циклов nho
Средняя твердость поверхностей зубьев |
НВср |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
HRCср |
— |
25 |
32 |
38 |
43 |
47 |
52 |
56 |
60 |
|
NHO, млн циклов |
10 |
16,5 |
25 |
36,4 |
50 |
68 |
87 |
114 |
143 |
б) по таблице 4.1.1 определить допускаемое контактное напряжение [σ]НО1 и [σ]НО2, соответствующее контактной выносливости при числе циклов перемены напряжений NHO1 и NHO2;
в) определить допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни [σ]Н1 и колеса [σ]Н2:
[σ]Н1 = КHL1 [σ]НО1; [σ]Н2 = КHL2 [σ]НО2.
Цилиндрические и конические зубчатые передачи с прямыми и непрямыми зубьями при НВ 1ср — НВ2ср =20...50 рассчитывают по меньшему значению [σ]Н из полученных для шестерни [σ]Н1 и колеса [σ]Н2, т. е. по менее прочным зубьям.
Зубчатые передачи с непрямыми зубьями при разности средних твердостей рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса НВ1ср — НВ2ср ≥ 70 и твердости зубьев колеса Н≤350НВ2ср рассчитывают по среднему допускаемому контактному напряжению:
[σ]Н = 0,45 ([σ]Н1 + [σ]Н2).
4.1.3. Допускаемые напряжения изгиба.
Проверочный расчет зубчатых передач на изгиб выполняется отдельно для зубьев шестерни и колеса по допускаемым напряжениям изгиба [σ]F1 и [σ]F2, которые определяются в следующем порядке:
а) коэффициент долговечности для зубьев шестерни КFL1 и колеса КFL2:
,
где NFO = 4·106 — число циклов перемены напряжений для всех сталей, соответствующее пределу выносливости;
N — число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка) — см. п. 4.1.2, а. При твердости Н ≤ 350НВ 1 ≤ КFL ≤ 2,08; при твердости Н > 350НВ 1 ≤ КFL ≤ 1,63. Если N > NFO, то принимают KFL = 1;
б) допускаемое напряжение изгиба [σ]FО1 и [σ]FО2, соответствующее пределу изгибной выносливости при числе циклов перемены напряжений NFO выбирается по таблице 4.1.1;
в) допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни [σ]F1 и колеса [σ]F2:
[σ]F1 = КFL1 [σ]FО1; [σ]F2 = КFL2 [σ]FО2.
Для реверсивных передач [σ]F уменьшают на 25 %.
Расчет модуля зацепления для цилиндрических передач с прямыми и непрямыми зубьями выполняют по меньшему значению [σ]F из полученных для шестерни [σ]F1 и колеса [σ]F2, т. е. по менее прочным зубьям.
4.1.4. Полученные результаты представить в табличной форме (табл. 4.1.4).
Таблица 4.1.4
Механические характеристики материалов зубчатой передачи
Элемент передачи |
Марка стали |
Dпред |
Термо- обработка |
НВ1ср |
σв |
σ-1 |
[σ]Н |
[σ]F |
|||
Sпред |
НВ2ср |
МПа |
|||||||||
Шестерня |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Колесо |
|
|
|
|
|
|
|
|