Глава 3 Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений
3.1 Выбираем материал зубчатой передачи.
а) По табл. 3.1 [7,
стр. 52] определяем марку стали для
шестерни – 45, твердость
350 НВ1;
для колеса – 45, твердость
350 НВ2.
Разность средних твердостей НВ1ср
– НВ2ср
= 20…50.
б) По табл. 3.2 [7, стр. 53] определяем механические характеристики стали 45: для шестерни твердость 269…302 НВ1, термообработка – улучшение, Dпред = 80 мм; для колеса твердость 235…262 НВ2, термообработка – улучшение, Sпред = 80 мм.
в) Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:
для шестерни: НВ1ср = (269 + 302)/2 = 285,5; (3.1)
для колеса: НВ2ср = (235 + 262)/2 = 248,5. (3.2)
3.2 Определяем
допускаемые контактные напряжения для
зубьев шестерни
и колеса
.
а) Рассчитываем коэффициент долговечности КНL.
Наработка за весь срок службы:
для колеса:
,
циклов; (3.3)
где
- угловая скорость, 1/с (см. табл. 2.3);
Lh – ресурс привода, ч (см табл. 1.1).
Подставив данные, находим:
циклов;
для шестерни:
,
циклов; (3.4)
где
- угловая скорость, 1/с (см. табл. 2.3);
Lh – ресурс привода, ч (см табл. 1.1).
Подставив данные, находим:
циклов.
Число циклов перемены напряжений NНО, соответствующее пределу
выносливости, находим по табл. 3.3 [7, стр. 55] интерполированием:
NНО1 = 23,7∙106 циклов; NНО2 = 16,3∙106 циклов.
Так как N1 >NНО1 (683,7∙106>23,7∙106) и N2 >NНО2 (136,7∙106>16,3∙106), то коэффициенты долговечности КНL1 = 1, КНL2 = 1.
б) По табл. 3.1 [7,
стр. 52] определяем допускаемое контактное
напряжение
,
соответствующее числу циклов перемены
напряжений NНО:
для шестерни:
Н/мм2; (3.5)
для колеса:
Н/мм2. (3.6)
в) Определяем допускаемое контактное напряжение:
для шестерни:
Н/мм2; (3.7)
для колеса:
Н/мм2. (3.8)
Так как НВ1ср
– НВ2ср
= 285,5 – 248,5 = 37 (НВ1ср
– НВ2ср
= 20…50), то косозубая передача рассчитывается
по меньшему значению
из полученных для шестерни
и колеса
,
то есть
по
Н/мм2.
3.3 Определяем
допускаемые напряжения изгиба для
зубьев шестерни
и колеса
.
а) Рассчитываем коэффициент долговечности КFL.
Наработка за весь срок службы: для шестерни N1=683,7∙106 циклов, для колеса N2=136,7∙106 циклов.
Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, NF0= 4∙106 для обоих колес.
Так как N1 > NF0 (683,7∙106>4∙106) и N2 > NF0 (136,7∙106>4∙106), то коэффициенты долговечности КFL1 = 1, КFL2 = 1.
б) По табл. 3.1 [7, стр. 52] определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу перемены напряжений NF0:
для шестерни:
Н/мм2; (3.9)
для колеса:
Н/мм2. (3.10)
в) Определяем допускаемые напряжения изгиба:
для шестерни:
Н/мм2; (3.11)
для колеса:
Н/мм2. (3.12)
Так как передача
реверсивная, то
уменьшаем на 25%:
Н/мм2;
Н/мм2.
3.4 Составляем табличный ответ к главе 3.
Таблица 3.1 Механические характеристики материалов зубчатой передачи.
Элемент передачи |
Марка стали |
Dпред |
Термообработка |
НВ1ср |
|
|
Sпред |
НВ2ср |
Н/мм2 |
||||
Шестерня |
45 |
80 |
Улучшение |
285,5 |
580,9 |
220,6 |
Колесо |
45 |
80 |
Улучшение |
248,5 |
514,3 |
192 |
