2.1.4 Расчет коэффициента динамичности нагрузки

Определяем линейную скорость

м/с (2.21)

м/с

По скорости выбираем степень точности, принимаем 8, поскольку на практике детали изготавливаются со степенью точности не ниже 8-й.

Рассчитываем коэффициент динамичности нагрузки при контактных напряжениях

(2.22)

При изгибных напряжениях

(2.23)

где , - удельная окружная динамическая сила

(2.24)

(2.25)

где , - коэффициенты, зависящие от геометрии зубчатого зацепления и твердости колеса;

, - коэффициенты, учитывающие влияние погрешности шагов.

.

2.1.5 Проверка выполнения условия прочности по контактным напряжениям

Условие прочности по контактным напряжениям имеет вид

,

где - действующее напряжение в контакте зубьев,

- допускаемое напряжение в контакте зубьев

(2.26)

Проверяем по допускаемому напряжению

МПа МПа

2.1.6 Проверка выполнения условия прочности по напряжениям изгиба

Определяем эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса

(2.27)

Определяем коэффициент формы зуба

. (2.28)

Определяем напряжение изгиба

(2.29)

где - коэффициент осевого перекрытия, определяется по формуле

Для шестерни

МПа

Для колеса

МПа

Условие прочности по напряжениям изгиба можно считать выполненным.

2.1.7 Определение геометрических параметров зубчатой передачи

Диаметры вершин зубьев шестерни и колеса

мм (2.30)

мм

мм

Диаметры впадин зубьев шестерни и колеса

мм (2.31)

мм

мм

2.1.8 Определение сил в зацеплении

Окружная сила

Н (1.32)

Н

Радиальная сила

Н (2.33)

Н

Осевая сила

Н (2.34)

Н

2.2 Проектировочный расчет зубчатой цилиндрической косозубой передачи внешнего зацепления. (2-я ступень)

Исходные данные:

Рассчитать зубчатую косозубую цилиндрическую передачу редуктора с моментом на выходе Н·м.

Частота вращения входного вала об/мин; передаточное число , режим нагружения – тяжелый.

Время безотказной работы передачи ч.

Принимаем материал зубчатых колес: сталь 40Х, закаленной по поверхности до твердости HRC 45÷50, термообработка типа «улучшение» с последующей закалкой по поверхности токами ВЧ.

2.2.1 Определение допускаемых напряжений

Число циклов нагружения шестерни и колеса

, (2.35)

где - число оборотов вала, об/мин;

- время работы передачи, ч;

- число зацеплений зуба шестерни и колеса за время одного оборота (если шестерня входит в зацепление с одним колесом - , с двумя - ).

,

.

Приведенное число циклов нагружения по контактным напряжениям

, (2.36)

где - коэффициент приведения переменного режима нагружения передачи к эквивалентному постоянному по контактному напряжению.

Приведенное число циклов нагружения по напряжениям изгиба

, (2.37)

где - коэффициент приведения переменного режима нагружения передачи к эквивалентному постоянному по напряжениям изгиба.

Определяем пределы выносливости по контактным напряжениям и коэффициенты запаса выносливости для этих напряжений (табл. 3.2).

МПа

МПа

Коэффициент запаса контактной прочности зависит от однородности материала зуба.

В нашем случае и .

Определяем пределы выносливости по напряжениям изгиба и коэффициенты запаса выносливости для этих напряжений (табл. 3.3).

МПа

МПа

Определяем базовое число циклов нагружения для расчета прочности по контактным напряжениям

, (2.38)

Определяем допускаемое напряжение по контакту

, МПа, (2.39)

где - показатель степени кривой выносливости, .

МПа

МПа

Допускаемое напряжение при расчете на изгиб

, МПа, (2.40)

где - показатель степени кривой выносливости по изгибу, .

В случае, когда число циклов нагружения больше, чем базовое, принимаем .

МПа