2.4 Допускаемые изгибные напряжения

Допускаемые напряжения изгиба определяются отдельно для колеса [σ]_F2 и шестерни [σ]_F1 по формуле:

[σ]_F = K_FL[σ]_FO, (2.5)

где [σ]_FO - допускаемые предельные напряжения изгибной выносливости зубьев, соответствующие базовым числам циклов нагружений при расчете на изгиб N_FO = 4∙ 10⁶, выбираются по таблице 17[4] в зависимости от средней твердости колес HB_ср.

Для нашего случая: [σ]_FO =1,03НВ_ср.

K_FL - коэффициент долговечности при расчете на изгиб, K_FL = 1,0 при

N ≥ 4 ∙ 10⁶; при других значениях N рассчитывается по формуле:

K_HL = ≤ K_FLmax, (2.6)

где m - показатель степени, m = 6 при ТО улучшение и m = 9 при ТО закалка.

Максимальное значение коэффициента K_FLmax при ТО улучшение K_FLmax= 2,08; при ТО закалка K_FLmax= 1,63.

Так как действительные числа циклов перемены напряжений:

N₂ = 720∙10⁶ > 4∙ 10⁶ , то K_FL2 = 1,0;

N₁ = 2600 ∙ 10⁶ > 4∙ 10⁶ , то K_FL1 = 1,0.

Допускаемые изгибные напряжения для колеса и шестерни определяются по формулам:

[σ]_F1 = K_FL1 [σ]_FO1 = 1,03∙450 = 464 Н/мм²;

[σ]_F2 = K_FL2[σ]_FO2 = 1,03∙285,5 = 294 Н/мм².

Для дальнейших расчетов принимается: [σ]_F2 = 294 Н/мм² и [σ]_F1 = 464 Н/мм².

2.5 Проектировочный расчет конической прямозубой передачи

2.5.1 Диаметр внешней делительной окружности колеса

Предварительный диаметр внешней делительной окружности колеса определяется из условия контактной прочности зубьев по формуле:

d'_e2 ≥ 165 ≥ 165 мм (2.7)

где K_Hβ = 1,0 - коэффициент концентрации нагрузки,

u - передаточное число;

[σ]_Н - допускаемое контактное напряжение, Н/мм² (МПа);

T₂ - вращающий момент на выходном валу, Н∙мм.

2.5.2 Углы делительных конусов колеса и шестерни,

конусное расстояние и ширина колес

Углы делительных конусов шестерни δ₁ и колеса δ₂ определяются по формулам (таблица 24 [4]):

δ₂ = arctg u = arctg 2,38 = arctg(0,42) = 67,2°;

δ₁ = 90º - δ₂ = 90º - 67,2° = 22,8°. (2.8)

Конусное расстояние колес:

R_e = мм. (2.9)

Ширина зубчатого венца колес b:

b = 0,285∙R_e = 0,285∙83 = 23,7 мм. (2.10)

Округляя полученное значение до целого, принимаем b = 24 мм.

2.5.3 Модуль передачи

Внешний окружной модуль передачи рассчитывается по формуле:

m_e ≥ ,

где [σ]_F2 - допустимое изгибное напряжение колеса;

K_Fβ = 1 - коэффициент концентрации нагрузки для прирабатывающихся прямозубых колёс;

T₂ - вращающий момент на выходном валу, Н∙мм;

d'_e2 - диаметр внешней делительной окружности колеса, мм.

Полученное значение модуля округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения, приведенного в таблице 19 [4], т.е. m_e = 1,5 мм.