2. Проектный расчёт закрытой цилиндрической передачи при переменном режиме работы Исходные данные для расчёта:

1. Мощность на ведущем валу Р₁, кВт;

2. Частота вращения ведущего вала n₁, об/мин;

3. Передаточное число U;

4. Срок службы передачи L, годы;

5. Режим нагружения.

2.1. Выбор материалов зубчатых колес и определение допускаемых напряжений

1. Материалы и термическая обработка зубчатых колёс. Выбор материалов производим по таблице 1. Для лучшей приработки зубьев твёрдость шестерни Н₁ рекомендуется назначать больше твёрдости колеса Н₂ на 10-15 единиц, т.е. Н₁=Н₂+(10…15)НВ

2. Механические характеристики материала

_в - предел прочности

_{выбираются по таблице 1}

_т - предел текучести

3. Предел контактной выносливости поверхности зубьев _Hlim, выбирается по таблице 1.

4. Коэффициент безопасности при расчёте на контактную прочность S_H:

S_H=1,1 при НRС ≤ 35; S_H=1,2 при НRС > 35 или по таблице 1.

5. Коэффициент, учитывающий шероховатость сопряжённых поверхностей зубьев Z_R при определении допускаемых контактных напряжений. Значение Z_R принимают в зависимости от класса шероховатости поверхности по таблице 2. Для быстроходных передач рекомендуется принимать большие значения.

6. Коэффициент, учитывающий окружную скорость колёс Z_V:

Величину окружной скорости колёс в начале расчёта считают равной 5…10 м/с, а для скоростей v≤5 м/с принимают Z_V = 1,0.

7. Число оборотов работы передачи L_h за расчётный срок службы

_{Lh = L ∙ 365Kгод ∙ 24Kсут}

где К_год и К_сут – коэффициенты использования передачи в году и сутках.

8. Коэффициент долговечности при расчёте на контактную выносливость К_HL

_{, причем 1 ≤ КHL ≤2,4}

Если К_HL <1, то принимать К_HL = 1,0.

N_HO – базовое число циклов перемен напряжений, определяется в зависимости от твёрдости по Бринелю или Роквеллу по формуле:

_{NHO = 30(HB)2,4  0,063(HRC)2 + 8∙106.}

_{Для материалов, твердость которых задана по Бринелю, NHO может быть определено по графику рисунка 1.}

При постоянном режиме нагружения число циклов перемен напряжений.

_{NНЕ = 60 ∙ Lh ∙ n ∙ c,}

где L_h число работы передачи за расчётный срок службы в чаcах;

n– частота вращения того из колёс, по материалу которого определяется допускаемое напряжение;

с – число зацеплений зуба за один оборот колеса.

При переменных режимах нагружения, заданных циклограммой

_,

где Т_i – крутящие моменты, которые учитывают при расчёте;

Т_max – максимальный из моментов, участвующих в расчёте;

n_i; t_i– соответствующие моментам Т частоты вращения и время работы.

9. Допускаемые контактные напряжения [_H ]₁ и [_H ]₂ :

_.

_{Для прямозубых передач, а также для косозубых, у которых твёрдость зубьев шестерни и колеса различаются незначительно, за расчётное допускаемое напряжение принимается меньшее из допускаемых напряжений, определённых для материала шестерни [H ]1 и колеса [H ]2}

В остальных случаях допускаемое напряжение определяют

10. Предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба _Flim определяется по таблице 1.

11. Коэффициент безопасности при расчёте на изгиб S_F

_{SF = 1,55 … 1,75 по таблице 1.}

12. Коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности при расчете допускаемых напряжений изгиба Y_R .

Y_R = 1,0 для фрезерованных и шлифованных зубьев;

Y_R = 1,2 для полированных зубьев.

13. Коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки К_FC.

К_FC = 0,65 для улучшенных сталей;

К_FC = 0,75 для закалённых сталей;

К_FC = 0,90 для цементированных сталей.

При одностороннем приложении нагрузки К_FC = 1,0.

14. Коэффициент долговечности при расчёте на изгиб К_FL

_{причем 1 ≤ КFL ≤ 2}

Если К_FL <1, то принимать К_FL = 1,0.

N_FO– базовое число циклов перемен напряжений.

Для всех сталей N_FO = 4∙10⁶ ;

N_FE – эквивалентное число циклов нагружений.

При переменных режимах нагружения заданных циклограммой

_,

m_F = 6 при HRC < 50 или HB < 350

m_F = 9 при HRC > 50 или HB > 350.

15. Допускаемые напряжения изгиба [ _F]₁и [ _F ]₂ .

_.

16. Предельные допускаемые контактные напряжения при кратковременных перегрузках [_Н]_max1 и [_Н]_max2

= 2,8 - для нормализованных, улучшенных и объемно закаленных зубьев ( - предел текучести материала – по таблице 1);

= - для цементованных, азотированных и т.в.ч. закаленных зубьев.

17. Предельные допускаемые напряжения изгиба при кратковременных перегрузках [_F]_max1 и [_F]_max2

= 0,8 при ;

= 0,6 при

( – предел прочности материала – по таблице 1)