4. Расчет зубчатой цилиндрической передачи (тихоходной)
4.1. Выбор материала, термообработки и определение допускаемых напряжений.
Материал для изготовления зубчатых колес по табл. 2.1 [1]: Сталь 40ХН.
Для повышения
механических характеристик материалы
колес подвергают термической обработке.
Зубчатое колесо следует подвергать
улучшению до достижения твердости
260НВ, а шестерню улучшению для достижения
твердости 280 НВ. Предел текучести
выбранного материала
.
Предел прочности
Допускаемые напряжения:
Определим среднюю твердость колес [1]:
,
где
- соответственно минимальное и максимальное
значение твердости по Брюнелю.
.
Определим базовые числа циклов нагружения при расчете на контактную прочность
для колеса (2.2) [1]:
,
для шестерни:
При расчете на изгиб:
.
Определим действительные числа циклов перемены напряжений
для колеса (2.3) [1]:
для шестерни:
Определим коэффициент долговечности (2.4) [1]:
для колеса:
для шестерни:
.
В случае термической
обработки улучшение
.
Определим коэффициент долговечности при расчете на изгиб (2.5) [1]:
,
где
- показатель степени в уравнении кривой
усталости; при Т.О. улучшение
;
при Т.О.улучшение
.
для колеса:
для шестерни:
4.2. Допускаемые напряжения.
Определим допускаемые
контактные напряжения, соответствующие
базовым числам
и
по табл.2.2 [1]:
для колеса:
для шестерни:
Определим допускаемые контактные и изгибные напряжения по формуле (2,6) [2]:
для шестерни:
для колеса:
Для прямозубых зубчатых передач расчётным принимается меньшее значение:
4.3. Межосевое расстояние.
Коэффициент
межосевого расстояния для прямозубых
передач
.
Коэффициент ширины венца
.
Коэффициент ширины
Зубья колес
полностью прирабатываются, а, следовательно,
при
.
-
коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по ширине венца.
Межосевое расстояние по формуле (2.10) [1]:
,
где 
- коэффициент концентрации нагрузки;
- момент на тихоходном
валу (вал колеса):
Ближайшее значение
по ГОСТ 2185-66
4.4. Определяем предварительные основные размеры колеса:
Делительный диаметр определим по формуле (2.12) [1]:
Ширина колеса [1]:
Нормальный модуль зацепления:
По ГОСТ 9563-60 принимаю
4.5. Числа зубьев шестерни и колеса.
Определяем суммарное значение числа зубьев:
.
Число зубьев шестерни:
,
Число зубьев колеса:
.
Определяем фактическое передаточное отношение:
4.6. Размеры колес.
Делительный диаметр:
Шестерни:
Колеса:
Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:
Шестерни:
Колеса:
4.7. Силы в зацеплении.
Окружная сила:
Радиальная сила:
где α- угол зацепления.
4.8. Проверка зубьев по напряжениям изгиба
Определим расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса (2.29) [1]:
,
где 
- коэффициент для прямозубых колес –
1;
- коэффициент, учитывающий прирабатываемость
зубьев – 1;
- коэффициент для
прямозубых колес при твердости зубьев
-1,4;
- коэффициент
формы, принимаемый – 3,61.
Степень точности передачи определяется по табл.2.4.[1], в зависимости от окружной скорости колеса:
Принимаем 8-ю степень точности.
Определим расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни [1]:
,
где
- коэффициент формы, принимаемый – 3,72
при z1=38.
Отклонение от
допускаемого:
;
<
4.9. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.
Расчет по формуле (2.31) [1]:
,
где 
- коэффициент распределения нагрузки
между зубьями - 1;
-коэффициент концентрации нагрузки –
1;
- коэффициент
динамичности нагрузки – 1,2.
.
Проверяем по условию [2]
;
<
Условие прочности выполнено.