3.2 Выбор материала зубчатых колес

По таблице принимаем рекомендуемые пару сталей: для шестерни и для колеса.

Принимаем для шестерни Сталь 50 (улучшение) со следующими механическими свойствами:

Предел прочности:

Предел текучести:

Твердость: 270 НВ

Марка стали для колеса 40Х (улучшение) со следующими механическими свойствами:

Предел прочности:

Предел текучести:

Твердость: 250 НВ

3.3 Контактные напряжения (для шестерни)

Допускаемые контактные напряжения определяются раздельно для шестерни и для колеса по формуле:

,где (3.3.1)

- базовый предел контактной прочности поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов

, (3.3.2)

- твердость зубьев,

- коэффициент безопасности,

- коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагружения передачи.

- длительно работающая передача

3.4 Контактные напряжения при кратковременной перегрузке (для шестерни )

, где (3.4.1)

- предельно допускаемое контактное напряжение, Н/мм²

- предел текучести, Н/мм²

3.5 Контактные напряжения (для колеса)

, где

- длительно работающая передача

3.6 Контактные напряжения при кратковременной перегрузке (для колеса )

, где (3.6.1)

- предельно допускаемое контактное напряжение, Н/мм²

- предел текучести, Н/мм²

3.7 Допускаемые контактные напряжения

(3.7.1)

Условие выполняется

3.8 Напряжения изгиба: (для шестерни)

, где

= 1 – при односторонней нагрузке

– коэффициент безопасности, заготовка из проката.

- коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственности передачи, для НВ<350

- коэффициент, учитывающий нестабильность получения заготовки колес,

– коэффициент долговечности ,

- длительно работающая передача

3.9 Напряжения изгиба: (для колеса)

, где

=1- при односторонней нагрузке

(3.9.1)

S_F– коэффициент безопасности

– коэффициент долговечности(длительно работающая передача)

3.10 Напряжения изгиба при кратковременной перегрузке(для шестерни )

, где (3.10.1)

- предельно допускаемое напряжение, Н/мм²

- предел текучести, Н/мм²

3.11 Напряжения изгиба при кратковременной перегрузке(для колеса )

, где (3.11.1)

- предельно допускаемое напряжение, Н/мм²

- предел текучести, Н/мм²

3.12 Проектный расчет закрытой конической передачи

3.12.1 Средний диаметр шестерни, мм

,где (3.12.1.1)

T₂ – крутящий момент на валу шестерни, Нм;

u – передаточное отношение рассчитываемой передачи;

К_d=770 – вспомогательный коэффициент,

для прямозубых передач;

Ψ_Bd – коэффициент ширины шестерни относительно среднего диаметра,

К_нβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца. При НВ<350 К_нβ=1,05;

σ_нр1 – допускаемое контактное напряжение для шестерни.

3.12.2 Коэффициент длины шестерни относительно среднего диаметра,

, (3.12.2.1)

При этом . Примем K_be=0,3

- угол делительного конуса

3.12.3 Расчетная ширина шестерни

(3.12.3.1)

мм

Принимаем В_w2= В_w1=21

3.12.4 Углы делительных конусов

3.12.5 Делительный внешний диаметр шестерни, мм

(3.12.5.1)

3.12.6 Внешнее конусное расстояние, мм

(3.12.6.1)

3.12.7 Проверка соблюдения условия

условие выполняется

3.12.8. Модуль в нормальном сечении по большему торцу, мм

Принимаем из стандартного ряда по ГОСТ 9563-60 m_te=2.

3.12.9 Число зубьев шестерни

, (3.12.9.1)

где Z_min 20 для прямозубой.

Примем Z₁=22

3.12.10 Число зубьев колеса

(3.12.10.1)

3.12.11 Уточняем делительные внешние диаметры шестерни и колеса, внешнее конусное расстояние, мм

(3.12.11.1)

(3.12.11.2)

3.12.12 Средние делительные диаметры шестерни и колеса, мм

(3.12.12.1)

3.12.13 Модуль в нормальном среднем сечении зуба, мм

(3.12.13.1)

3.12.14 Внешние диаметры вершин зубьев, мм

(3.12.14.1)

3.12.15 Внешние диаметры впадин зубьев, мм

(3.12.15.1)

3.12.16 Окружная скорость

(3.12.16.1)

3.12.17 Усилия, действующие в зацеплении, определяются по формулам

окружная, Н:

(3.12.17.1)

Радиальная, Н:

, где

α – угол профиля, α=20⁰.

осевая, Н:

3.13 Проверочные расчет конической передачи

3.13.1 Проверочный расчет по контактным напряжениям (шестерня)

, где (3.13.1.1)

Z_H-коэффициент учитывающий форму сопрягаемых поверхностей зубьев в полосе зацепления,

Z_M-коэффициент учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес,

Z_е-коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.

, (3.13.1.2)

Где - угол наклона зубьев(

Z_H=1,77

Z_M=275 Н/мм²

^, где (3.13.1.3)

-коэффициент торцового перекрытия,

-коэффициент среднего изменения суммарной длины контактных линий

(3.13.1.4)

, где (3.13.1.5)

- коэффициент нагрузки

-коэффицинт,учитывающий внешнюю динамическую нагрузку

-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении при НВ<350 и .,при принимаемой 8-ой степени точности изготовления

-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца ,

-коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Контактная прочность зуба обеспечивается.