3.2. Определение допускаемых напряжений изгиба
Находим коэффициент
долговечности для зубьев шестерни
:
;
где 
- число циклов перемены напряжений, для
всех сталей 
соответствующее
пределу выносливости, млн. циклов:
- число циклов перемены напряжений за
весь срок службы (наработка), млн. циклов;
.
Находим коэффициент
долговечности для зубьев колеса
:
;
где - число циклов перемены напряжений, для всех сталей соответствующее пределу выносливости, млн. циклов:
- число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), млн. циклов; .
Определим допускаемое
напряжение изгиба для зубьев шестерни
;
где
- коэффициент долговечности для зубьев
шестерни:
- допускаемое
напряжение при числе циклов перемены
напряжений для зубьев шестерни,
:
Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений для зубьев шестерни найдём по формуле:
;
где - средняя твёрдость зубьев шестерни для стали 40Х: .
Определим допускаемое
напряжение изгиба для зубьев колеса
;
где
- коэффициент долговечности для зубьев
колеса:
- допускаемое
напряжение при числе циклов перемены
напряжений для зубьев шестерни,
:
Допускаемое
напряжение при числе циклов перемены
напряжений
для зубьев колеса найдём по формуле:
где - средняя твёрдость зубьев колеса для стали 40Х: .
Полученные данные сведём в таблицу.
Таблица 3. Механические характеристики материалов зубчатых колёс.
Элемент передачи. |
Марка стали. |
|
Термообработка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Шестерня |
40Х |
120 |
Улучшение |
285,5 |
900 |
410 |
580,9 |
294,06 |
Колесо |
40Х |
120 |
Улучшение |
248,5 |
790 |
375 |
514,3 |
255,96 |
4. Расчет зубчатых передач редукторов
Определим
предполагаемый диапазон главного
параметра редуктора
,
мм:
;
;
где К=10.
4.1. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи.
Определим главный параметр – межосевое расстояние , мм:
;
где 
- вращающий момент на валу тихоходной
передачи, Н
м;
.
- вспомогательный
коэффициент. Для косозубых передач;
.
- коэффициент
ширины венца колеса
;
.
- среднее допускаемое
контактное напряжение,
:
- передаточное
число привода:
- коэффициент
неравномерности нагрузки по длине зуба.
Для прирабатывающихся зубьев
.
Принимаем по ГОСТ
6636 – 69 межосевое расстояние
,
мм.
Определим модуль
зацепления
,
мм:
;
где - вращающий момент на валу тихоходной передачи, Н м; .
- вспомогательный
коэффициент. Для косозубых передач;
.
- делительный
диаметр колеса, мм;
- ширина венца
колеса, мм;
- допускаемое
напряжение изгиба для зубьев колеса,
;
Определим делительный диаметр колеса, мм;
;
где - передаточное число привода: .
- межосевое расстояние, мм: .
Определим ширину венца колеса, мм;
;
где - межосевое расстояние, мм: .
- коэффициент ширины венца колеса; .
Полученное значение
модуля
округлим в большую сторону до стандартного
ряда:
.
Определим угол
наклона зубьев
для косозубых передач:
;
где - ширина венца колеса, мм; .
- модуль зацепления, мм: .
Определим суммарное
число зубьев шестерни и колеса для
косозубых колёс
:
;
где - межосевое расстояние, мм: .
- модуль зацепления, мм: .
- угол наклона
зубьев в градусах;
.
- число зубьев
шестерни.
- число зубьев
колеса.
Уточним действительную
величину угла наклона зубьев
для косозубых передач:
;
где - межосевое расстояние, мм: .
- модуль зацепления, мм: .
- суммарное число
зубьев шестерни и колеса для косозубых
колёс:
.
Определим число зубьев шестерни :
;
где - суммарное число зубьев шестерни и колеса для косозубых колёс: .
- передаточное
число закрытой передачи:
.
Определим число зубьев колеса :
;
где - суммарное число зубьев шестерни и колеса для косозубых колёс: .
- число зубьев
шестерни:
.
Определим фактическое
передаточное число
и проверить его отклонение
от заданного
:
Определим фактическое межосевое расстояние , мм для косозубых передач:
;
где - модуль зацепления, мм: .
- число зубьев шестерни: .
- число зубьев
колёс:
.
Определим фактические основные геометрические параметры передачи, мм.
Найдём делительный
диаметр косозубой передачи
:
Для шестерни
:
;
где - модуль зацепления, мм: .
- число зубьев шестерни: .
.
Для колеса
:
;
где - модуль зацепления, мм: .
- число зубьев шестерни: .
.
Рассчитаем диаметр
вершин зубьев
:
Для шестерни
:
;
где - модуль зацепления, мм: .
- делительный
диаметр шестерни косозубой передачи:
.
Для колеса
:
где - модуль зацепления, мм: .
- делительный
диаметр колеса косозубой передачи:
.
Рассчитаем диаметр
впадин зубьев
:
Для
шестерни
:
;
где - модуль зацепления, мм: .
- делительный диаметр шестерни косозубой передачи: .
Для колеса
:
;
где - модуль зацепления, мм: .
- делительный диаметр колеса косозубой передачи: .
Рассчитаем ширину
венца
:
Для шестерни
:
;
где - ширина венца колеса, мм; .
Для колеса
:
;
где - межосевое расстояние, мм: .
- коэффициент ширины венца колеса; .
Условие пригодности заготовок колёс:
;
где 
- диаметр заготовки шестерён, мм;
.
- предельное значение заготовки шестерён,
мм;
.
Определим диаметр заготовки шестерён, мм:
;
где 
- диаметр вершин зубьев шестерни, мм:
.
Проверим межосевое расстояние мм:
;
Проверим контактное
напряжение
:
;
где 
- вспомогательный коэффициент. Для
косозубых передач;
.
- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев .
- коэффициент,
учитывающий распределение нагрузки
между зубьями. Для косозубых
.
- коэффициент
динамической нагрузки, зависящий от
окружной скорости колёс и степени
точности передачи;
.
- делительный диаметр колеса, мм; .
- ширина венца
колеса, мм;
.
- фактическое
передаточное число;
.
-среднее допускаемое
контактное напряжение,
;
.
- окружная сила в
зацепление, Н;
.
Найдём окружную силу в зацепление, Н:
;
где - вращающий момент на валу тихоходной передачи, Н м; .
- делительный диаметр колеса, мм; .
Проверим напряжение
изгиба зубьев шестерни
и колеса
,
:
;
;
;
где - модуль зацепления, мм: .
- ширина венца колеса, мм; .
- окружная сила в зацепление, Н; .
- коэффициент,
учитывающий распределение нагрузки
между зубьями. Для косозубых
.
- коэффициент
неравномерности нагрузки по длине зуба.
Для прирабатывающихся зубьев
.
- коэффициент
динамической нагрузки, зависящий от
окружной скорости колёс и степени
точности передачи;
.
- коэффициент формы
зуба шестерни. Для косозубых
.
- коэффициент формы
зуба колеса. Для косозубых
.
- коэффициент,
учитывающий наклон зуба. Для косозубых
.
- допускаемое
напряжение изгиба для зубьев шестерни,
;
.
- допускаемое
напряжение изгиба для зубьев колеса,
;
.
Рассчитаем коэффициент, учитывающий наклон зуба .
;
где
- действительная величина угла наклона
зубьев для косозубых передач, в градусах:
.
Полученные данные сведём в таблицу.
Таблица
4. Параметры зубчатой цилиндрической
передачи, мм.
Проектный расчёт. |
|||||||
Параметр. |
Значение. |
Параметр. |
Значение. |
||||
Межосевое расстояние мм. |
170 |
Угол наклона зубьев . |
|
||||
Модуль зацепления мм. |
1,5 |
Диаметр делительной окружности: Шестерни . Колеса . |
42,5 297,5 |
||||
Ширина зубчатого венца мм:
Шестерни
Колеса . |
50 48 |
||||||
Число зубьев: Шестерни . Колеса . |
28 196 |
Диаметр окружности вершин Шестерни .
Колеса
|
45,5 300,5 |
||||
Вид зубьев. |
косозубые |
Диаметр окружности впадин
Шестерни
Колеса
|
38,9 293,9 |
||||
Проверочный расчёт |
|||||||
Параметр. |
Допускаемые значения. |
Расчётные значения. |
Примечание. |
||||
Контактные
напряжения
|
514,3 |
481,31 |
|
||||
Напряжения изгиба, |
|
294,065 |
135,58 |
|
|||
|
255,955 |
129,34 |
|
||||
.
.
.
.
