2. Проектировочные рачеты передач Расчет зубчатой цилиндрической передачи z7-z8.

2.1 Исходные данные:

— Вращающий момент на меньшем колесе

— Частота вращения меньшего колеса ;

— Передаточное число зубчатой передачи ;

— Режим нагружения постоянный;

— Производство – единичное.

— Восьмая степень точности

2.2 Задаём материал твёрдости рабочих поверхностей зубьев.

Материал шестерни и колеса: сталь 45, термообработка «улучшение».

Твёрдость шестерни Н₇=285, колеса Н₈=248.

2.2 Проектировочный расчет из условия сопротивления контактной усталости

поверхностей зубьев:

Определяем допускаемые контактные напряжения, не вызывающие опасной контактной усталости материалов колёс:

где - базовый предел контактной выносливости материалов зубьев, МПа;

- минимальный коэффициент запаса прочности;

- коэффициент долговечности;

- коэффициент, учитывающий влияние исходной шероховатости сопряженных поверхностей зубьев;

- коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости колёс;

- коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колёс.

=1,1, при термообработки «улучшение»

где - базовое число циклов напряжений;

- эквивалентное число циклов изменения контактных напряжений;

- показатель степени кривой контактной усталости.

циклов;

циклов;

, где j – число вхождений рассчитываемой стороны зуба в

зацеплении за один оборот колеса

-- коэффициент, учитывающий форму циклограмму нагружения.

При постоянном режиме нагружения (одноступенчатая циклограмма) =1

циклов;

циклов;

Так как > q­­­_H=­­­­20;

=0,9 - на этапе проектировочного расчета

;

Выбираем наименьшее расчетное допускаемое контактное напряжение

для прямозубых колёс: .

2.3 Определим предварительное значения коэффициента ширины венца относительно

межосевого расстояния:

где - предварительное значения коэффициента ширины венца относительно

межосевого расстояния.

- предварительное значения коэффициента ширины венца относительно

диаметра.

При симметричном относительно опор расположение колёс и Н_7,8<350 НВ задаем

=1,0; =20

2.6 Определим число зубьев шестерён:

.

2.5 Определим ориентировочное значение межосевого расстояния передачи:

;

где - вспомогательный коэффициент;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине

контактных линий;

, тогда

2.6 Определяем делительный нормальный модуль зубьев:

Учитывая ГОСТ m=4мм

.

2.7 Уточнённое значение коэффициента ширины венца:

2.8 Определяем рабочую ширину венца зубчатой передачи:

2.9 Геометрические и кинематические параметры колёс:

— делительные диаметры:

— начальные диаметры:

--- диаметры впадин зубчатых колёс:

β

— диаметры вершин:

— основные диаметры:

— углы профилей зубьев на окружности вершин:

— осевой шаг зубьев: мм;

— коэффициент торцевого перекрытия:

— окружная скорость колёс на начальных цилиндрах:

Так как меньше 10м/с, назначаем 8 степень точности передачи.

- окружная сила на делительном цилиндре в торцевом сечении:

2.10 Расчет контактного напряжения в полосе зацепления:

где - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колёс.

Для стальных колёс Z_E =190.

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в потоке

засепцепления.

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;

- окружная сила на делительном цилиндре, в торцевом сечении, Н;

- коэффициент нагрузки при расчете по контактным напряжениям;

где - коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку: =1.

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по

длине контактных линий ;

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в

зацеплении;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между

зубьями из-за погрешности существования. =1,35.

При , , и < 350НВ,

- удельная окружная динамическая сила.

2.11 Уточненное значение расчетного допускаемого контактного напряжения:

МПа.

Здесь =0,9, =1,0, =1,0 , так как V₇=V₈=0.66м/с < 5,0м/c; d­­­­₈=200 < 700.

2.12 Проверка сопротивления активных поверхностей зубьев контактной усталости:

Так как выполняется условие сопротивления зубьев контактной усталости:

< контактная выносливость обеспечена,

усталостное выкрашивание зубьев не произойдет .

Проверочный расчет на сопротивление усталости зубьев при изгибе:

2.13 Определение расчетной удельной окружной силы

где ; Выбираем степень точности 8 ,

- удельная окружная сила:

.

2.14 Напряжения изгиба в опасных сечениях на переходных поверхностей зубьев шестерни и колеса:

число зубьев эквивалентного колеса:

b - ширина венца зубчатого колеса

; ;

- коэффициент, учитывающий форму зуба;

- коэффициент, учитывающий влияние наклона зубьев, =1.

- коэффициент, учитывающий влияние перекрытия зубьев:

- коэффициент нагрузки при расчете на изгиб:

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по

длине контактных линий ; =1,036;

- коэффициент, учитывающий внешнюю нагрузку: =1.

- коэффициент, учитывающий нагрузку при изгибе, возникающую в

зацеплении;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между

зубьями из-за погрешности существования. =1,35.

;

2.15 Допускаемое напряжение изгиба, не вызывающее усталостной поломки зуба:

где - базовый предел изгибной выносливости;

МПа; МПа;

- минимальный коэффициент запаса прочности;

- коэффициент долговечности при изгибе;

- коэффициент, учитывающий шероховатость в переходной поверхности;

- коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса;

- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки;

- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса;

- коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зубьев;

- коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной

поверхности;

где - базовое число циклов напряжений;

- эквивалентное число циклов изменения контактных напряжений;

- показатель степени кривой контактной усталости (для стальных колёс с

нешлифованной переходной поверхности);

циклов;

При постоянном режиме нагружения циклов,

циклов, так как

=1;

=1 при одностороннем приложении нагрузки,

=1 поковок;

;

1 если переходная поверхность шлифуется;

2.16 Проверка сопротивления зубьев усталости при изгибе:

< <

сопротивления зубьев усталости при изгибе обеспечена,

усталостная поломка зубьев в пределах расчетного срока службы не произойдет.