Проверка возможности обеспечения принятых механических характеристик при термической обработки заготовок.

Шестерни проверяем по значениям D, а колеса по S.

Наружный диаметр заготовки шестерни:

D = da₁ + 6 = 38,181+ 6 = 44,181мм < D=125 мм

Толщина сечения обода колеса:

S = 8m = 8 * 1= 8 мм < S = 80 мм, следовательно требуемые механические характеристики могут быть получены при термической обработки заготовки.

Силы, действующие на валы зубчатых колес.

Окружная сила:

Н

Радиальная сила:

Н

Осевая сила:

Н

5. Выбор материала и определение допускаемых напряжений тихоходной ступени.

Колесо Z4	Шестерня Z3
Сталь 40ХН улучшение НВ2 = 269…302 НВ2ср = (269+302)/2=285,5 σ T = 630 МПа nз2=1	Сталь 40ХН улучшение, закалка ТВЧ сквозная с охватом впадины. НRC = 48…53 НRC1ср = (48+53)/2 = 50,5 σ T = 750 МПа nз1=1

Определяем коэффициенты приведения. Реакцию с периодической нагрузкой заменяем на постоянный, эквивалентный по усталостному воздействию, используя коэффициент приведения К_Е.

К_НЕ – коэффициент приведения для расчета на контактную прочность

К_FЕ – коэффициент приведения для расчета на изгибающую прочность

КНЕ4=0,18 КFЕ4=0,06

КНЕ3=0,18 КFЕ3=0,04

Число циклов перемены напряжений.

N_G – число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости.

N_HG – число циклов перемены напряжений, для расчета на контактную выносливость.

(определяем по рис. 4.3 [1])

N_FG – число циклов перемены напряжений для расчета передачи на изгибную выносливость (принимаем независимо от твердости материала рабочих поверхностей зубьев)

NHG4=20*106 NFG4=4*106

NHG3=100*106 NFG3=4*106

Суммарное время работы передачи

t_∑ = 20000 по условию

Суммарное число циклов напряжения.

t∑ - суммарное время работы передачи n4 – частота вращения колеса nз4 – число вхождений в зацепление зубьев колеса за 1 оборот

N∑4 – суммарное число циклов напряжения колеса nз3 – число вхождений в зацепление зубьев шестерни за 1 оборот

Эквивалентное число циклов перемены напряжения

А) контактная выносливость

Б) изгибная выносливость

Определение предельных допускаемых напряжений для расчетов на прочность.

[σ_Н]_max и [σ_F]_max - предельные допускаемые напряжения

σ_т – предел текучести материала

МПа МПа

МПа МПа

Определение допускаемых напряжений для расчета на контактную выносливость.

[σ_Н]= [σ₀]_Н*(N_HG/ N_HE)^1/6<[σ_Н]_max ,где

[σ₀]_Н – допускаемое контактное напряжение при неограниченном ресурсе передачи

[σ_Н]_max – предельное допускаемое контактное напряжение

_{[σ0]Н4=(2*НВср+70)/SH [σ0]Н3=(17*НRCпов+200)/S}H

МПа

МПа

Принимаем меньшее значение :

МПа

Определение допускаемых напряжений для расчета на изгибную выносливость.

[σ]_F = [σ₀]_F * (4 * 10⁶/ N_FЕ) ^1/9 < [σ]_Fmax, где

[σ₀]_F=σ_0F/S_F

σ_0F – длительный предел изгибной выносливости

S_F – коэффициент безопасности

[σ]_F – допускаемое напряжение изгиба при неограниченном ресурсу передачи

[σ]_Fmax – предельное допускаемое напряжение изгиба

МПа

МПа