3.5 Пример
Дано: U = 4 - передаточное отношение ступени; T1=26,6 Нм - крутящий момент на входном валу передачи; T2=102,8 Нм - крутящий момент на выходном валу передачи; 1=140,8 рад/с - угловая скорость вращения на выходном валу передачи; 2=35,2 рад/с - угловая скорость вращения на выходном валу передачи. Срок службы передачи – 5 лет, работа в 2 смены.
Решение:
Проектировочный расчет
Выбор материала.
Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками.
Для шестерни: сталь 35ХГС, термическая обработка – улучшение, твердость – НВ 260 (таблица 3.1); для колеса: сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость – НВ200 (таблица 3.1).
Для шестерни
МПа.
Принимаем NHO1=2107 (при HB260, методом линейной интерполяции)
Принимаем KHL1=1, =1,1
МПа
Для колеса
МПа.
Принимаем NHO2=107 (при HB200)
Принимаем KHL2=1, =1,1
МПа
Общее расчетное допускаемое контактное напряжение:
МПа
Внешний делительный диаметр колеса:
Принимаем Кd =99 (для прямозубых).
Принимаем bRe =0,285 (рекомендованное значение).
Принимаем КН =1,15 (таблица 3.2, при HB350 и несимметричном расположении колес ).
Диаметр округляем до стандартного числа de=225
Число зубьев шестерни рекомендуется брать z1=18…32. Принимаем z1=25. Число зубьев колеса:
Число округляют до целого числа. После чего уточняют передаточное число:
Внешний окружной модуль:
мм.
Определяем углы делительных конусов:
Внешнее конусное расстояние Re и длина зуба b:
мм.
мм.
Длина зуба округляется до целого числа,
Внешний делительный диаметр шестерни de1:
мм.
мм.
– рассчитано ранее
Средний делительный диаметр шестерни:
мм.
мм.
Внешние диаметры шестерни и колеса (по вершинам зубьев):
мм
мм
Средний окружной модуль m:
мм
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру:
Средняя окружная скорость колес:
м/с
Степень точности - 7.
Силовой расчет
Силы в зацеплении
Название |
Шестерня, Н |
Колесо, Н |
Окружная |
|
|
Радиальная |
|
|
Осевая |
|
|
Проверочный расчет
Проверка контактных напряжений
Принимаем КН=1 (таблица 3.4, для прямозубых колес)
Принимаем
КН=1,07
(таблица 3.5, при
твердости
и несимметричном расположении колес
относительно опор).)
Принимаем
КН=1,11(таблица
3.6, при степени точности колес - 7, HB350,
м/с, для прямозубых колес).
Что
меньше допустимого
МПа
Принимаем КFβ=1,14 (таблица 3.7, при HB350, bd=0,685 и несимметричном расположении).
Принимаем КFυ=1,28 (таблица 3.8, при степени точности колес - 7, HB350, м/с, для прямозубых колес).
Принимаем
(таблица 3.9 при zυ1=25,76).
Принимаем
(таблица 3.9 при zυ1=412,49).
Значения предела выносливости при отнулевом цикле изгиба
Принимаем (таблица 3.10, при марка стали 45, улучшении)
Принимаем (для поковок и штамповок)
Допускаемые контактные напряжения:
МПа
МПа
Находим отношение
МПа
МПа
Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.
МПа
Условие прочности выполнено.