3. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений.
Сталь в настоящее время - основной материал для изготовления зубчатых колес и шестерни. Одним из важнейших условий совершенствования редукторов трения является повышение контактной прочности активных (рабочих) поверхностей зубьев и их прочности на изгиб. При этом снижается масса и габаритные размеры зубчатой передачи, и это повышает ее технический уровень.
3. 1. Выбор материала для зучатых колёс.
Шестерня – сталь 45
Колесо – сталь 35
Термообработка:
Шестерня – улучшение;
Колесо – нормализация.
Твёрдость:
Шестерня: 235 – 262 НВ
Колесо: 163 – 192 НВ
Расчитываем среднюю твердость:
Для шестерни
;
Для колеса
177,5.
Из таблицы определяем механические хар – ки для выбранной стали:
Шестерня:
Колесо:
Предельные диаметры: шестерни
-
колеса -
3.2 Определение допускаемых контактных [σ]h/мм и изгибных [σ] h/мм напряжений.
Допускаемые контактные напряжения при расчётах на прочность определяют отдельно для зубьев шестерни [σ]Hо1 и колеса [σ]Hо2.
Таблица 3.1. Допускаемые напряжения для шестирни и колеса.
|
Параметр |
Твёрдость шестерни и колеса
при H Интервал НВ1ср - НВ2ср = 20…50 |
|
|
Допускаемое напрежение при числе циклов перемены напрежений NHо; NFо, Н/мм² |
[σ]Hо1 |
1,8 НВ1ср + 67 = 1,8*248.5 + 67 = 514,3 |
|
[σ]Hо2 |
1,8 НВ2ср + 67 = 1,8*177,5 + 67 = 386,5 |
|
|
[σ]Fо1 |
1,03 НВ1ср – 25% = 1,03*248,5 – 25% = 191,966 |
|
|
[σ]Fо2 |
1,03 НВ2ср – 25% = 1,03*177,5 – 25% = 137,119 |
|
350 НВ
N1 = 573 ω1 Lh; N1 = 573*29,31*20000 = 33589600
N2 = 573 ω2 Lh N2 = 573*7,327*20000 = 83967420
где: N – число циклов перемены напряжений за весь срок службы.
ω – угловая скорость.
Lh – срок службы привода (ресурс).
Выбираем цисло цыклов из таблицы по средней твёрдости:
NH01 = 16.5 млн. циклов
NH01= 10 млн. Циклов
Определим коэффициент долговечности для зубьев шестерни и колеса:
=
= 0.60517445 ≈ 1
=
= 0.70142547 ≈ 1
Так как N
принимаем
≈1
Определяем допускаемые контакные напряжения для зубьев шестерни [σ]H1 и колеса [σ]H2:
[σ] H1 = KFL1 * [σ] H01 = 1 * 514,3 = 514,3
[σ] H2 = KFL1 * [σ] H02 =1 * 386,5 = 386,5
Определяем допускаемые изгибные напряжения для зубьев шестерни [σ]F1 и колеса [σ]F2:
Определим коэффициент долговечности для зубьев шестерни и колеса:
число циклов перемены
напряжений.
=
= 0.47787≈ 1
=
= 0.6020855 ≈ 1
Так как N
принимаем
≈1
[σ] F1 = KFL2 * [σ] F01 = 1 * 191,966 = 191,966
[σ] F2 = KFL2 * [σ] F02 = 1 * 137,119 = 137,119