2. Допускаемые контактные напряжения по формуле:
Коэффициент долговечности по формуле:
где
=0,25 - для среднего равновероятного режима
(режим II).
При
q = 20.
При
q= 20.
Тогда допускаемые контактные напряжения
где SН= 1,2;ZR=1;ZV= 1,08;ZX= 1 (см. главу 7).
где SН= 1,1;ZR =1;ZV = 1,14;ZX = 1 (см. главу 7).
Среднее допускаемое напряжение по формуле:
.
Условие
выполняется.
3. Допускаемые напряжения изгиба по формуле:
Коэффициент долговечности по формуле:
здесь
при
=0,1 - для среднего равновероятного режима
(режим II).
qF1- показатель кривой
усталости правой ветви (при
)
где k= 2,8…3,0 – для закаленных колес.
= 680 МПа - предел выносливости при изгибе
из таблицы 6.3;
=
2200…2500 МПа - максимальное значение
напряжения изгиба зубчатых колес при
кратковременных перегрузках.
где
.
при
где k= 2,0…2,2 – для улучшенных колес.
- предел выносливости при изгибе из
таблицы 3;
- максимальное значение напряжения
изгиба зубчатых колес при кратковременных
перегрузках.
Тогда допускаемые напряжения будут
где SF= 1,7;YR= 1,05;
= 1;
= 1 (см. главу 7).
где SF= 1,75;YR= 1,2;
= 1;
= 1 (см. главу 7).
4. Приближенный диаметр внешней делительной окружности шестерни по формуле:
где Т1Н=Т1=8,05Нм – вращающий момент на шестерне;
К=25;
.
Окружная скорость
на
среднем делительном диаметре при
по
формуле:
По найденной окружной скорости назначаем 8 степень точности (см. табл.4).
Значение коэффициентов
и
учтены в коэффициентах
и
.
Коэффициент
учитывает неравномерность распределения
нагрузки по длине контактных линий. Для
конических колёс с круговыми зубьями
пересчитываются по следующим формулам:
Коэффициент
,
учитывающий внутреннюю динамическую
нагрузку. Для колёс с круговыми зубьями
при расчёте на контактную выносливость
определяют по зависимости:
– коэффициент внутренней динамики при
расчёт колёс с круговыми зубьями на
изгиб определяются по стандарту AGMA по
следующей формуле:
5. Уточненное значение диаметра внешней делительной окружности шестерни по формуле:
где Т1H=Т1=8,05 Нм – расчётный крутящий момент на шестерне.
КA=1,25 – коэффициент внешней динамики (см. главу 2).
6. Определяем число зубьев шестерни по формуле:
.
7. Конусное расстояние Re и ширина зубчатого венца b по формуле:
где
- угол при вершине шестерни.
мм
8. Модуль передачи торцевой mte для передачи с круговыми зубьями по формуле:
С другой стороны внешний торцевой модуль передачи из условия изгибной прочности зубьев по формуле
где
;
- коэффициент концентрации нагрузки
при расчёте на изгибную выносливость;
=
1,18 - коэффициент внутренней динамики
при расчёте на изгиб;
.
Вместо
в расчётную формулу подставляют
=319,63
МПа.
Из стандартного ряда принимаем
=1,5
мм.
Согласно стандартам для передач с круговыми зубьями ГОСТ 19624-74 и ГОСТ 19326-73 смещение будет по формуле
9. Определим число зубьев шестерни и колеса
;
.
10. Окончательные размеры колёс и фактическое передаточное число
Делительные диаметры колёс
мм;
мм.
Внешние диаметры колёс
11. Силы в зацеплении.
Окружная сила на среднем диаметре
где
Осевая сила на шестерне
с круговым зубом
Радиальная сила на шестерне
с круговым зубом
Осевая сила на колесе
;
Радиальная сила на колесе
;
Коэффициенты
и
при
определяют
по формулам:
12. Проверка зубьев колес на контактную выносливость по формуле:
Отклонение
13. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба по формуле
14. Напряжение изгиба в зубьях шестерни по формуле:
где
- эквивалентное число зубьев
Вычисляем коэффициенты YFS1иYFS2, учитывающих формулу зуба и концентрацию напряжений по формуле:
15. Проверочный расчёт на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки
Расчёт производится для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя и поломки зубьев при действии случайного пикового момента Тпик.
Величина максимального контактного напряжения определяется по формуле
гдеКAS = 2 - коэффициент внешней динамической максимальной нагрузки (см. раздел 2);
= 655,3 МПа - контактное напряжение
при действииТHрасчётного момента.
Допускаемое максимальное напряжение принимают при закалке ТВЧ
МПа;
16. Значение максимального напряжения изгиба по формуле:
здесь
=
204,5 МПа - максимальная величина напряжения
изгиба для каждого колеса при расчёте
на изгибную выносливость.
Допускаемое максимальное напряжение зубьев колёс
здесь
=
650 МПа - предел выносливости при изгибе;
YNmax= 2,5 - максимальное возможное значение коэффициента долговечности при изгибе;
Кst= 1,3 - коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки;
Sst= 2 - коэффициент запаса прочности.
Условия прочности выполняются.
Расчет тихоходной ступени (II-ой вариант)
Расчет ведется методом эквивалентных моментов.
1. Выбор материалов.Для шестерни
выбираем сталь 40Х, термообработка –
улучшение, твердостьHВ
269…302, предел прочности
=900 МПа, предел текучести
=750
МПа.
Для колеса – сталь 40Х, термообработка
– улучшение, твердость HВ
235…262, предел прочности
=790
МПа, предел текучести
=640
МПа.
Предел контактной выносливости выбираем из таблицы 3:
Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу контактной выносливости
Ресурс передачи по формуле:
