2. Выбор материала

2.1. Выбор материала зубчатой передачи

Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колес. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах с большими колесами применяют зубчатые колеса с твердостью . При этом обеспечивается чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

2.1.1. Выбираем материал для зубчатой пары колес, одинаковый для шестерни и колеса:

для шестерни – сталь – 45;

для колеса – 45Л

2.1.2. Выбираем термообработку для зубьев шестерни и колеса:

термообработка на улучшение

2.1.3. Выбираем интервал твердости зубьев шестерни

и колеса

2.1.4.Определяем среднюю твердость зубьев шестерни

и колеса

2.1.5. Определяем механические характеристики сталей для шестерни

и для колеса

2.1.6. Выбираем предельные значения размеров заготовки шестерни

и заготовки колеса

2.2. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений

2.2.1. Определение коэффициента долговечности для зубьев шестерни K_HL1 и колеса K_HL2:

; ,

где - число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости; - число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка),

Здесь — угловая скорость соответствующего вала, с^-1; L_h - срок службы привода (ресурс), ч.

1.2.2. Определяем допускаемое контактное напряжение

1.2.3. Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни

и для колеса

1.2.4. Определяем допускаемые напряжения изгиба

а) Коэффициент долговечности для зубьев шестерни K_FL1 и колеса K_FL2 :

; ,

где - число циклов перемены напряжений для всех сталей, соответствующее пределу выносливости; - наработка

; ,

б) Допускаемое напряжение изгиба

,

б) Допускаемое напряжение изгиба для зубьев шестерни

и колеса

2.3. Механические характеристики материалов передачи

Элемент передачи	Марка стали	Dпред / Sпред	Термо- обработка	HBср	Н/мм2	Н/мм2	Н/мм2	Н/мм2
Шестерня	45	125 мм	У	249 HB	780	335	422	166,7
Колесо	45Л	200 мм	У	221 HB	680	285	353	147,9

3. Расчет быстроходной передачи

3.1.Определяем главный параметр - межосевое расстояние aw, мм:

где - вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач = 43; -коэффициент ширины венца колеса, равный 0,2...0,25 - для шестерни, консольно расположенной относительно опор - в открытых передачах;

- передаточное число открытой передачи; - вращающий момент на приводном валу рабочей машины, Нм; - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев = 1;

- среднее допускаемое контактное напряжение, Н/мм².

по ГОСТ 6636-69 принимаем

3.2. Определяем модуль зацепления m, мм:

,

гдеK_m - вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач K_m = 5,8;

- делительный диаметр колеса, ;

- ширина венца колеса, мм;

- допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом, Н/мм².

3.3. Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса

3.4. Определяем число зубьев шестерни

3.5. Определяем число зубьев колеса

3.6. Определяем фактическое передаточное число и проверяем его

отклонение от заданного :

3.7. Определяем фактическое межосевое расстояние:

3.2. Основные геометрические параметры передачи

Параметр		Шестерня прямозубая	Колесо прямозубое
Диаметр, мм	делитель ный
	вершин зубьев
	впадин зубьев
Ширина венца

3.3. Проверочный расчет

3.3.1. Проверяем межосевое расстояние

3.3.2. Проверяем пригодность заготовок колес.

Условие пригодности заготовок колес:

;

;

;

3.3.4. Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса ,Н/мм²:

;

где m - модуль зацепления, мм; b₂ - ширина зубчатого венца колеса, мм;

F_t -окружная сила в зацеплении, Н; -коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес =1;

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба.

Для прирабатывающих колес =1;

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба.=1,14;

и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса;

- коэффициент, учитывающий наклон зуба. Для прямозубых колес = 0,911 ;

и - допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса, Н/мм².

;

Вывод: в результате выполненных расчетов были выбраны оптимальные геометрические параметры открытой цилиндрической передачи; материал шестерни и колеса (сталь – 45) с высоким пределом текучести и прочности при растяжении, вследствие чего, выявленные значения недогрузки находятся в допустимых пределах