Часть 2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи
2.1 Выбор материала и термической обработки
Назначаем для колеса и шестерни сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
Подвергаем зубчатые колеса термической обработке.
Колесо – улучшение, твердость 235…262 НВ
Шестерня – улучшение, твердость 269…302 НВ
2.2 Допускаемые контактные напряжения
Допускаемые
контактные напряжения
для шестерни и
для колеса определяем по общей зависимости
в виде:
-
предел контактной выносливости, МПа.
По таблице 2.2 [1, с. 45 ] предел контактной
выносливости для колес из улучшенных
сталей при средней твердости на
поверхности зубьев < 350 НВ:
Шестерня:
Колесо:
- коэффициент долговечности (учитывает
влияние ресурса):
,
при условии
для
колес из улучшенных сталей.
- число циклов, соответствующее перелому
кривой усталости:
Шестерня:
Колесо:
- число эквивалентных циклов, соответствующее
назначенному ресурсу:
-
коэффициент эквивалентности, который
определяется по табл. 2.4 [1, c.
46] в зависимости от типового режима.
Назначаем для привода типовой режим II — средний равновероятностный:
Тогда:
-
ресурс передачи в числах циклов перемены
напряжений:
где п - частота вращения шестерни или колеса, об/мин;
-
суммарное время работы передачи в часах:
Назначаем L= 12 лет – число
лет работы;
=0,7
- коэффициент годового
использования
привода;
=
0,25- коэффициент суточного использования.
Таким образом:
ч.
Шестерня:
При этом
- частота вращения шестерни.
Колесо:
,
при этом
Шестерня:
Колесо:
Так как
>
,
то
Так как
>
,
то
- коэффициент, учитывающий влияние
шероховатости сопряженных поверхностей
зубьев; назначаем для обоих колес
шлифование и полирование поверхностей
зубьев; принимаем
=1
- коэффициент, учитывающий влияние
окружной скорости:
=1…1,15
для малых окружных скоростей
Принимаем =1 (минимальное значение)
-
коэффициент запаса прочности:
=1,1 – для колес из улучшенных сталей.
Таким образом:
Допускаемое
напряжение
принимается равным меньшему из допускаемых
напряжений шестерни и колеса.
2.3. Допускаемые напряжения изгиба
Допускаемые
напряжения изгиба для шестерни
и
колеса
определяем
по обшей зависимости в виде:
-
предел выносливости при изгибе, МПа. По
табл. 2.3 [1, c.
45] предел выносливости для колес из
улучшенных сталей при твердости <350
НВ:
=1,75
Шестерня:
Колесо:
-
коэффициент долговечности (учитывает
влияние ресурса):
,
при условии
где
и q=6
для колес из улучшенных сталей;
-
число
циклов,
соответствующее
перелому кривой усталости;
-
эквивалентное число циклов, соответствующее
назначенному ресурсу:
-
коэффициент эквивалентности, который
определяется по таблице 2.4 [1, c.
46] в зависимости от типового режима II и
показателя
q = 6: = 0,143.
- ресурс передачи (используется из раздела 2.2).
Шестерня:
Колесо:
Шестерня:
Колесо:
Для
выполнения условия
и
рассмотрим соотношения
с
и
с
Так
как
и
,
то принимаем
и
и
-
коэффициент, учитывающий влияние
шероховатости переходной поверхности
между зубьями:
Назначаем шлифование и полирование поверхностей для колес из улучшенных сталей. Принимаем YR= 1,1.
-
коэффициент, учитывающий влияние
двухстороннего приложения
нагрузки (реверса):
=1 при одностороннем приложении нагрузки.
-
коэффициент запаса прочности для колес
из улучшенных сталей.
Шестерня:
Колесо:
Допускаемое напряжение изгиба равно меньшему из 2, десятые и сотые доли отбрасываются.
Принимаем
