2.1.5 Пример

Дано: U = 4 - передаточное отношение ступени; T₁=26,6 Нм - крутящий момент на входном валу передачи; T₂=102,8 Нм - 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 2.1.1); для колеса: сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость – НВ200 (таблица 2.1.1).

Для шестерни

МПа.

Принимаем N_HO1=210⁷ (при HB260, методом линейной интерполяции)

Принимаем K_HL1=1, =1,1

МПа

Для колеса

МПа.

Принимаем N_HO2=10⁷ (при HB200)

Принимаем K_HL2=1, =1,1

МПа

Общее расчетное допускаемое контактное напряжение:

МПа

Принимаем К_а=43 (для косозубых колес).

Принимаем К_Нβ=1,25 (таблица 2.1.2, при HB350 и несимметричном расположении колес).

Принимаем _ba=0,25 (для косозубых колес).

Межосевое расстояние равняется:

Ближайшее стандартное значение межосевого расстояния

Нормальный модуль зацепления:

Принимаем стандартный модуль

Примем предварительный угол наклона зубьев β = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса по формуле:

Тогда

Уточненное значение угла наклона зубьев:

Итого: β = 16°15’

Определяем основные размеры шестерни и колеса.

Параметр	Шестерни, мм	Колеса, мм
Делительный диаметр
Диаметр вершин
Диаметр впадин
Ширина зубчатого венца

После расчетов производим проверку:

мм.

Проверка выполнена.

Окружная скорость колес:

Степень точности зубчатых колес - 9

Силовой расчет

Силы, действующие в зацеплении:

Наименование	Шестерни, Н	Колеса, Н
Радиальная
Окружная
Осевая

Проверочный расчет

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Принимаем (таблица 2.1.3, при скорости , степени точности 9).

Принимаем (таблица 2.1.4, при твердости и несимметричном расположении колес относительно опор).

Принимаем (таблица 2.1.5, при степени точности колес - 9, HB350, м/с, для косозубых колес).

Тогда

Проверка контактных напряжений:

МПа

МПа - условие выполняется.

Принимаем (таблица 2.1.6, при HB350, _bd=0,68 и несимметричном расположении).

Принимаем (таблица 2.1.7, при степени точности колес - 9, HB350, м/с, для прямозубых колес).

Эквивалентные числа зубьев:

Отсюда, коэффициенты учитывающие форму зуба:

Принимаем Y_F1=3,85 (таблица 2.1.8, при z_υ1=27,13).

Принимаем Y_F2=3,60 (таблица 2.1.8, при z_υ2=108,5).

Значения предела выносливости при отнулевом цикле изгиба

Принимаем (таблица 2.1.9, при марке 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.