5.2.1. Выбор материалов

Материалы выбирают с учетом назначения передачи, характера действующей нагрузки, условий эксплуатации, массы, габаритов и стоимости.

Для прирабатывающихся зубчатых передач рекомендуется для выравнивания срока службы назначать для зубчатых колес разные материалы, причем твердость шестерни должна быть на 20…30 единиц больше твердости колеса ([1], стр.35).

Исходя из всего выше сказанного выберем для шестерни материал сталь 45, а для зубчатого колеса сталь 35.

Из таблицы 7 ([1], стр.37) выпишем основные характеристики материалов:

	Шестерня	Колесо
Материал	Сталь 45	Сталь 35
Твердость HB	196-263	190-240
Твердость HRC	40-50	30-40
α, 1/°C	11*10-6	11*10-6
Модуль упругости E, МПа	2,1*105	2,1*105
Плотность ρ, г/см3	7,85	7,85
Предел прочности σв, МПа	580	520
Предел текучести σт, МПа	360	320
Предел выносливости σ-1МПА	245	225

Примем для шестерни , а для зубчатого колеса.

5.2.2. Допускаемые напряжения при расчете на выносливость

При постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов нагружения равно

(15)

где число колес, находящихся в одновременном зацеплении с=2,

частота обращения зубчатого колеса, об/мин,

срок службы передачи, .

5.2.3. Допускаемое контактное напряжение для шестерни и колеса:

По формуле рассчитаем допускаемое контактное напряжение.

(16)

где предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений,

коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей, при ,,

коэффициент, учитывающий окружную скорость колеса, при ,,

коэффициент долговечности, учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач.

Для улучшенной стали .

Показатель степени для стальных колес .

(17)

коэффициент безопастности, .

По формуле рассчитываем допустимое контактное напряжение

1. Для шестерни ,

2. Для колеса .

5.2.4. Допускаемое напряжение изгиба для материала шестерни и зубчатого колеса

По формуле рассчитаем допустимое напряжение изгиба.

(18)

где предел выносливости при изгибе,

коэффициент, учитывающий цикл нагружения колеса,

Так как передача реверсивная, то .

коэффициент долговечности.

При .

коэффициент запаса прочности.

При обычных условиях работы .

По формуле рассчитываем допустимое контактное напряжение:

1. Для шестерни ,

2. Для колеса .

5.2.5. Расчёт зубьев на изгиб

Рассчитаем модуль зацепления в миллиметрах для цилиндрических прямозубых передач по формуле

(19)

где коэффициент, для прямозубых колес,.

коэффициент расчетной нагрузки, при проектном расчете для всех видов передач.

Выберем из ,.

коэффициент ширины зубчатого венца. Для мелкомодульных передач . Выберем.

число зубьев колеса.

суммарный крутящий момент

допускаемое напряжение зубьев при изгибе,

коэффициент формы зуба, выбирается в зависимости от количества зубьев.

Для ,

Для ,

.

Рассчитаем отношение .

1. Для шестерни ,

2. Для колеса .

Так как для шестерни это соотношение получилось больше, чем для колеса, то расчет будем вести по шестерни.

.

Определим по формуле модули для передач

,

,

,

,

Округляем до минимального значения модуля для передач, получаем

.