3. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений.

3.1. Порядок определения допускаемых напряжений зубчатых колес.

3.1.1 Подбор материала.

1. Выбираем материал зубчатого колеса и шестерни передачи, назначаем вид его термической обработки и диапазон твердо­стей: шестерни – сталь 40Х, улучшение, H₁=269…302HB; колеса – 40Х, улучшение, H₂=235…262HB.

2. Определяем средние значения твердостей шестерни Н_1ср и ко­леса Н_2ср:

.

3. Определяем число циклов перемены контактных напряжений для шестерни N_НО1 и колеса N_НО2, соответствующие пределам выносливости материалов колес [3,с. 192]: .

4. Определяем действительное число циклов перемены напря­жения для шестерни N₁ и колеса N₂: .

5. Определяем коэффициенты долговечности при расчете по контактным напряжениям [3, с. 193]:

.

6. Определяем длительный предел контактной выносливости для активных поверхностей и коэффициенты безопасности шес­терни и колеса [2, с. 281…283, табл. 10.16]:

7. Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и зубьев колеса [1, с. 167]: .

8. Принимаем в качестве расчетного допускаемого контактного напряжения: .

9. Принимаем число циклов перемены напряжения изгиба, соот­ветствующее пределу выносливости для материалов шестерни и колеса [1, с. 174]: .

10. Принимаем показатели степени m в уравнении кривой усталости: m=6.

11. Определяем коэффициенты долговечности для шестерни и колеса при расчете по напряжениям изгиба [1, с. 174]: .

12. Определяем пределы выносливостей активных поверхно­стей зубьев и коэффициенты безопасности по напряжениям изгиба для шестерни и колеса [1, с. 167..168, табл. 8.9]: .

13. Принимаем коэффициент Y_A=1 учитывающий влияние двух­стороннего приложения нагрузки [1, с. 173…174].

14. Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса:

3.2.1. Расчет закрытой конической передачи с круговыми зубьями.

1. Принимаем коэффициент ширины зубчатого венца пере­дачи относительно внешнего конусного расстояния K_be=0.285.

2. Определяем значение коэффициента, характеризующего повышение прочности (нагрузочной способности) кониче­ской передачи с круговыми зубьями по сравнению с прямо­зубой конической передачей [1 с. 158]: .

3. Принимаем приведенный модуль упругости для стальных колес: .

4. Принимаем предварительное значение коэффициента не­равномерности распределения нагрузки по ширине колеса .

5. Определяем предварительное значение внешнего дели­тельного диаметра зубчатого колеса: .

6. Определяем предварительное значение внешнего конус­ного расстояния передачи: .

7. Определяем предварительное значение ширины венца зуб­чатого колеса передачи: . Принимаем значение ширины венца зубчатого колеса пере­дачи [5, с. 410, табл. 24.1].

8. Определяем предварительное значение внешнего окружного модуля передачи: . Принимаем значение внешнего окружного модуля передачи [1, с. 116, табл. 8.1]: .

9. Определяем предварительное значение внешнего делительного диаметра шестерни: .

10. Определяем предварительное значение числа зубьев шестерни: . Принимаем значение числа зубьев шестерни: .

11. Определяем предварительное значение числа зубьев колеса: . Принимаем значение числа зубьев колеса: .

12. Определяем действительное передаточное число зубчатой передачи: .

13. Определяем отклонение действительного передаточного отношения от заданного [6, с. 17]:

0≤3%

14. Определяем действительное значение внешнего конусного расстояния передачи [2, с. 257]: .

15. Проверяем выполнение условие [3, с. 179]: .

16. Определяем среднее конусное расстояние передачи [2, с. 259]: .

17. Определяем угол делительного конуса шестерни [6, с. 21]: .

18. Определяем угол делительного конуса колеса [6, с. 21]: .

19. Принимаем угол наклона зубьев [1, с. 127]: .

20. Определяем внешнюю высоту головки шестерни и колеса: .

21. Определяем внешнюю высоту ножки зуба шестерни и колеса: .

22. Определяем внешнюю высоту зубьев шестерни и колеса: .

23. Определяем внешние делительные диаметры шестерни и колеса [2, с. 262, табл. 10.13]:

24. Определяем внешние диаметры вершин зубьев шестерни и колеса:

.

25. Определяем внешние диаметры впадин зубьев шестерни и колеса:

.

26. Определяем средний нормальный модуль зацепления [3, с.178]: .

27. Определяем средние делительные диаметры шестерни и колеса [2, с. 262, табл. 10.13]: