Расчёт быстроходного вала.

Т.к. в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками: для шестерни сталь 45,термическая обработка – улучшение, твёрдость НВ 230; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твёрдость НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

Где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

Для углеродистых сталей с твёрдостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшение)

= 2НВ + 70

- коэф-т долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают =1; коэф-т безопасности =1,10

Для косозубых колёс расчётное допускаемое контактное напряжение:

=0,45( + );

Для шестерни =;

Для колеса =.

Тогда расчётное допускаемое контактное напряжение

=0,45(482+428)=410 МПа

Требуемое условие 1,23 выполнено.

Для симметричного расположения колёс значение =1,25.

Принимаем для косозубых колёс коэф-т ширины венца по межосевому расстоянию

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле:

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 =80мм

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации

Принимаем по ГОСТ 9563-60* =1,25

Примем предварительно угол наклона зубьев и определим числа зубьев шестерни и колеса:

Принимаем ,тогда

Уточнённое значение угла наклона зубьев:

Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительные:

Проверка мм

Диаметры окружностей вершин зубьев:

Диаметры окружностей впадин зубьев:

Ширина колеса:

Ширина шестерни:

Определяем коэф-т ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колёс и степень точности передачи:

Принимаем 8-ую степень точности.

Коэф-т нагрузки:

При , твёрдости НВ<=350 и симметричном расположении колёс относительно опор .

При и 8-ой степени точности .Для косозубых колёс при имеем =1,0. Таким образом .

Проверка контактных напряжений:

Силы, действующие в зацеплении:

Окружная

Радиальная

Осевая

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Здесь коэф-т нагрузки

При ,твёрдости НВ<=350 и симметричном расположении зубчатых колёс относительно опор =1,19. =1,1.Т.о. коэф-т ; - коэф-т учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев :

У шестерни

У колеса

и

Допускаемое напряжение:

Для стали 45 улучшенной при твёрдости НВ<=350 =1,8НВ.

Для шестерни ;Для колеса .

- коэф-т безопасности, где =1,75, =1.Следовательно =1,75

Допускаемые напряжения:

Для шестерни

Для колеса

Находим отношения :

Для шестерни

Для колеса

Определяем коэф-ты и :

;

;

Для средних значений коэф-та торцового перекрытия и 8-ой степени точности .

Проверяем прочность зуба колеса:

Условие прочности выполнено.

Наименование	Условное обозначение	Единица измерения	Шестерня	Зубчатое колесо
Число зубьев	z		21	105
Коэффициент ширины венца				0,4
Коэффициент ширины шестерни			1,388
Нормальный модуль зацепления			1,25
Межосевое расстояние		мм	80
Делительный диаметр	d	мм	26,67	133,33
Диаметр вершин зубьев		мм	29,17	135,83
Диаметр впадин зубьев		мм	23,545	130,205
Силы, действующие в зацеплении:
-окружная		Н	657
-радиальная		Н	243
-осевая		Н	117,5