2 Выбор материалов зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений

2.1 Выбираем материал зубчатой передачи

а) По таблице 3.1 [5] определяем марку стали:

для шестерни – Сталь 45, твердость ≤ 350НВ;

для колеса – Сталь 45, твердость ≤ 350НВ;

Разность средних твердостей:

НВ- НВ = 20…50

НВ - НВ= 37, см п 2.1.3

б) По таблице 3.2 [5] определяем механические характеристики стали 45:

Для шестерни твердость – 269…302НВ1; термообработка – улучшение; D= 80мм.

Для колеса твердость – 235…262НВ; термообработка – улучшение; S= 80мм.

в) Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса

HВ_1ср =;

НВ_2ср=

2.2 Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни [σ]и колеса [σ]

а) Рассчитываем коэффициент долговечности К

Наработка за весь срок службы:

для колеса:

N = 573ωL , (5)

N= 573 · 15,68 · 25 · 10= 224,6 · 10циклов;

для шестерни:

N=N· U, (6)

N= 224,6 · 10· 3,15 = 707,49 · 10циклов;

Число циклов напряжений N, соответствующее пределу выносливости, находим по табл. 3.3 [5] интерполированием;

N = 22,5 · 10циклов

N = 16,45 · 10циклов

Так как N > N и N > N, то коэффициенты долговечности равны:

К = 1

К = 1

_б) По таблице 3.1 [5] определяем допускаемое контактное напряжение [σ], соответствующее числу циклов перемены напряжений N:

Для шестерни:

_[σ] = 1,8 · НВ + 67, (7)

_[σ]= 1,8 · 285,5 + 67 = 580,9 Н/мм_;

Для колеса:

_[σ] = 1,8 · НВ+ 67, (8)

_[σ] = 1,8 · 248,5 + 67 = 514,3 Н/мм_.

в) Определяем допускаемое контактное напряжение:

Для шестерни:

_[σ]= К· [σ], (9)

[σ] = 1 · 580,9 = 580,9 Н/мм

Для колеса:

_[σ]= К· [σ] , (10)

[σ]= 1 · 514,3 = 514,3 Н/мм

Так как НВ- НВ = 37 < 70, то прямозубая передача рассчитывается на прочность по меньшему значению [σ], т.е. по значению [σ]- колеса

[σ] = 514,3 Н/мм

2.3 Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни [σ]и колеса [σ]

а) Рассчитываем коэффициенты долговечности К

Наработка за весь срок службы:

Для шестерни:

N = 707,54 ·10циклов;

Для колеса:

N = 224,6 · 10циклов.

Так как число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, N= 4 · 10для обоих колес, так как N> NиN> N₂, следовательно коэффициенты долговечности:

Для шестерни:

К=1

Для колеса:

К=1

б) По таблице 3.1 [5] определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжений N:

Для шестерни:

_[σ] = 1,03 · НВ , (11)

[σ]= 1,03 · 285,5 = 294,07 Н/мм

Для колеса:

_[σ] = 1,03 · НВ, (12)

[σ]= 1,03 · 248,5 = 255,96 Н/мм

в) Определяем допускаемое напряжение изгиба:

Для шестерни:

_[σ]= К· [σ] , (13)

[σ]= 1 · 294,07 = 294,07 Н/мм

Для колеса:

_[σ]= К· [σ], (14)

_[σ]= 1 · 255,96 = 255,96 Н/мм

_{Т.к. передача реверсивная:} [σ]=294.07 · 0,75= 220,5 Н/мм

[σ]=255,96 · 0.75= 192 Н/мм