2.2.Визначення допустимої дотичної напруги

Допустима дотична напруга зубчастого колеса залежить від строку служби і режиму роботи передачі. Допустима дотична напруга при розрахунку на витривалість

,

де - базова межа дотичної витривалості поверхні зубців, що відповідає базовій кількості циклів визначається за середньою твердістю (табл. 5 у додатку), значення знаходимо за графіком (рис.З) або за формулою

;

- коефіцієнт, що враховує шорсткість поверхні, вибирається залежно від класу її шорсткості: для 7-го класу (Rа1,25...0,63 та вище) =1, для 6-го (Rа2,5...1,25) = 0,95, для 5 та 4-го класів (Rz40...10) = 0,9; (для нашого проекту приймаємо 7-й клас та =1);

- коефіцієнт безпеки, який для об'ємно-зміцнених зубців (нормалізація, поліпшення, об'ємне загартування дають однорідну структуру в об'ємі) приймають 1,1, а для поверхнево-зміцнених — 1,2;

- коефіцієнт довговічності; враховує вплив строку дії та режиму навантаження передачі, тобто можливість підвищення допустимих напруг для короткочасно працюючих- передач (коли або ^< ); для тривало працюючих передач (коли або > ) = 1.

Для короткочасно працюючих передач при постійному режимі

де - розрахункове число циклів, =60 сnТ (с - кількість зачеплень зубця за один оберт колеса; n - частота обертання того з коліс, за матеріалом якого визначають допустиму напругу; Т - загальна кількість годин роботи передачі).

Для короткочасно працюючих передач при змінному режимі

де - еквівалентна кількість циклів зміни напруги в колесі, що обертається в раз повільніше,

де , , -момент, частота обертання за хвилину та тривалість роботи в

годинах у режимі і;

- найтриваліший діючий момент, за яким проводимо розрахунок. При незмінній частоті обертання = тривалість роботи , є відношенням до

загальної кількості годин роботи передачі , яка дорівнює добутку кількості годин роботи за зміну, кількості змін за добу, кількості робочих днів на рік та кількості років роботи передачі:

годин.

Для колеса

Для шестірні

За графіком на рис.З знаходимо

= ,

так як > та > , то _і=1.

Визначимо допустиму напругу для колеса і шестірні:

МПа

МПа

де , -середня твердість матеріалу колеса та шестірні;

= ; =

Циліндричні та конічні зубчасті передачі з прямими і непрямими зубцями при - =20... 50 розраховують за меншим з та значенням, тобто для менш міцних зубців.

Зубчасті передачі з непрямими зубцями при - >70 і твердістю зубців колеса, що не перевищує 350НВ, розраховують за середньою допустимою дотичною напругою

При цьому не може бути більше 1,23 для циліндричних косозубчастих коліс та 1,15 для конічних коліс з непрямими зубцями. Якщо ці умови не виконуються, то для косозубчастих коліс =1,23 , а для конічних =1,15

Для редуктора, що розраховується,

= =457 МПа

2.3. Коефіцієнт навантаження

Під час роботи зубчастих коліс внаслідок пружних деформацій валів, опор те неминучих хиб при виготовленні та монтажі у зчепленні виникає додаткове до корисного динамічне навантаження, а також спостерігається нерівномірний розподіл корисного навантаження по довжині зубців. У зв'язку з цим розрахунок зубців виконують за так званим розрахунковим навантаженням, яке враховує згадані фактори.

Розрахункове навантаження визначаєте як добуток корисного або номінальної навантаження на коефіцієнт навантаження К

або ,

де = ,

- коефіцієнт концентрації навантаження,

- коефіцієнт динамічності навантаження.

враховує нерівномірність розподілу навантаження по дотичній лінії (або ширині колеса), що є наслідком деформацій валів та опор;

Коефіцієнт концентрації навантаження для передач, що не спрацьовуються, вибирається за табл.6 у додатку в залежності від значення

Для знайденого відношення =1;

= 1,1

=0,5

Коефіцієнт динамічності навантаження враховує, додаткове (до корисного) динамічне (інерційне та ударне) навантаження на зубці, яке виникає внаслідок неточності остаточної обробки зубців зубчастих коліс.

Приймаємо колову швидкість v=3...8 м/с, ступінь точності — сьому, і за табл. 7 у додатку вибираємо = 1.

Коефіцієнт навантаження =1,05 .