3. Выбор материалов зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений

3.1 Выбор материала

По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем марку стали: для шестерни – 40Х, твердость , колеса – 40Х, твердость . Разность средних твердостей .

По таблице 3.2 (, стр. 50) определяем механические характеристики стали:

- для шестерни твердость 269…302 НВ, термообработка – улучшение, мм, мм

- для колеса твердость 235…262 НВ, термообработка – улучшение, мм

Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:

3.2 Определение допускаемых контактных напряжений

Рассчитаем коэффициенты долговечности . Наработка за весь срок службы:

- шестерни циклов (, стр. 121)

- колеса циклов

Число циклов перемены напряжений , соответствующее пределу выносливости, находим по таблице 3.3 (, стр. 51) интерполированием:

циклов, циклов.

Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .

По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем допускаемое контактное напряжение , соответствующее числу циклов перемены напряжений :

- для шестерни Н/мм²

- для колеса Н/мм².

Определим допускаемое контактное напряжение:

- для шестерни Н/мм² (, стр. 52)

- для колеса Н/мм² (, стр. 52)

3.3 Определение допускаемых напряжений изгиба

Рассчитаем коэффициент долговечности .

Наработка за весь срок службы для шестерни циклов, для колеса циклов. Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, (, стр. 52) для обоих колес.

Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .

По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжений :

- для шестерни Н/мм²

- для колеса Н/мм²

Определяем допускаемое напряжение изгиба:

- для шестерни Н/мм² (, стр. 53)

- для колеса Н/мм² (, стр. 53)

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Таблица 2

Элемент передачи	Марка стали		Термооб-работка
					Н/мм2
Шестерня	40Х	125	Улучшение	285,5	580,9	294,1
Колесо	40Х	125	Улучшение	248,5	514,3	256

4. Расчет зубчатой передачи первой ступени

4.1. Межосевое расстояние

Предварительное значение межосевого расстояния находим по формуле:

, (, стр. 17)

где – коэффициент, зависящий от поверхностной твердости зубьев.

мм;

в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.

Окружную скорость , м/с, вычисляют по формуле:

; м/с. (, стр. 17)

Степень точности (по ГОСТ 1643-81, табл. 2.5) принимаем .

Окончательное значение межосевого расстояния:

,

где МПа;

– коэффициент ширины;

– коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность, вычисляется по формуле:

.

Коэффициент учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса. Значение (по табл. 2.6).

Коэффициент учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловливаемую погрешностями изготовления и упругими деформациями валов, подшипников. Зубья зубчатых колес могут прирабатываться: в результате повышенного местного изнашивания распределение нагрузки становится более равномерным. Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы и после приработки . Значение коэффициента принимают по табл. 2.7 в зависимости от коэффициента , схемы передачи и твердости зубьев.

; .(, стр. 18)

Коэффициент определяют по формуле:

,

где – коэффициент, учитывающий приработку зубьев:

(по табл. 2.8).

.

Коэффициент определяют по формуле:

.

Начальное значение коэффициента распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления (погрешностями шага зацепления и направления зуба) определяют в зависимости от степени точности по нормам плавности:

; .

.

Используя полученные значения находим коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность:

.

мм;

в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.