Задача № 2

Рассчитать действующие контактные напряжения в прямозубой цилиндрической передаче со стальными колесами, если вращающий момент на колесе Н·м, передаточное число передачи, начальный диаметр колесамм и рабочая ширина зубчатого венцамм. В расчетах принять коэффициент расчетной нагрузки К_Н = 1,2, коэффициенты смещения и К.П.Д. зубчатой передачи.

Решение

Для расчета воспользуемся следующей формулой

,

где – вращающий момент на шестерне передачи, Н·мм;

Н·мм;

Е_пр – приведенный модуль упругости, для стальных зубчатых колес Е_пр = = Е_стали = 2,1·10⁵ Н/мм²;

d_w1 – начальный диаметр шестерни, мм;

– угол зацепления передачи, для случая ; .

После подстановки числовых значений указанных параметров передачи в предложенную формулу получим

МПа.

Ответ: 1083 МПа.

Задача № 3

Рассчитать допускаемые контактные напряжения при расчете на усталость зубьев прямозубого цилиндрического колеса, изготовленного из стали 40ХН, подвергшейся термоулучшению с расчетным диапазоном твердости НВ = 230…300. Известно, что расчетный срок службы зубчатой передачи при постоянном режиме нагружения часов, а колесо вращается с частотоймин^-1.

Решение

Известно , что допускаемые контактные напряжения рассчитывают по формуле

,

где – предел контактной выносливости материала зубчатого колеса; по [1, табл. 8.8].МПа. Здесь: – расчетная твердость, определяется как среднее арифметическое в указанном диапазоне, т.е. ; тогдаМПа.

- коэффициент безопасности, для указанной в условии задачи термической обработки рекомендуют ;

- коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи. Он разрешает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач (при <).

,

где – базовое число циклов, величину его определяют по [1, рис.8.40] или рассчитывают по эмпирической зависимости

;

- циклическая долговечность, .

Итак, , что меньше единицы, поэтому принимают в этом случае.

Теперь величину допускаемых контактных напряжений колеса рассчитывают как

МПа.

Ответ: 545 МПа.

Задача № 4

Рассчитать величину нормальной силы в зацеплении прямозубых цилиндрических колес внешнего контакта с модулем мм и коэффициентами смещения. Известно, что созданные при работе передачи напряжения изгибаМПа действуют в зубе колеса с параметрами: делительный диаметрмм, рабочая ширина зубчатого венцамм. Справочные данные:.

Решение

Нормальная сила в зацеплении прямозубых цилиндрических колес

,

где – окружная составляющая,– угол зацепления,при заданных условиях задачи коэффициентах смещения.

Расчетные действующие напряжения определяются по [1] из выражения

.

Отсюда , где, кроме указанных в условии задачи параметров, неизвестен коэффициент формы зуба. Значение последнего находят по [1, рис. 8.20] в зависимости от числа зубьеви коэффициента смещения. Так как, то.

Действующая нормальная сила в зацеплении может быть вычислена по соотношению

Н.

Ответ: кН.