Параметри привода

№ вала	Частота обертання, хв.-1	Кутова швидкість, рад/с	Обертаючий момент, Нм	Передана потужність, кВт	Передаточне число
I	1445	151,24	33,3	5,04	3,88
II	372,4	38,98	122,9	5,79		3,15
III	118,2	12,37	371,9	4,6

2. Вибір матеріалів зубчастих (черв'ячних) передач. Визначення допустимих напруг

Мета: 1. Вибрати твердість, термообробку і матеріал зубчастих (закритих, відкритих) і черв'ячних передач.

2. Визначити допустимі контактні напруги.

3. Визначити допустимі напруги на вигин.

2.1. Зубчасті передачі

1. Вибір твердості, термообробки і матеріалу коліс.

Сталь - основний матеріал для виготовлення зубчастих коліс. В умовах індивідуального і дрібносерійного виробництва, передбаченого технічними завданнями на курсове проектування, у мало- і середньо навантажених передачах, а також у передачах з більшими колесами (відкритих) застосовують зубчасті колеса із твердістю матеріалу <350 НВ. При цьому забезпечується чистове нарізування зубців після термообробки, висока точність виготовлення і краща припрацьовуваність зубців.

Для рівномірного зношування зубців і кращої їхньої припрацьовуваності твердість шестерні НВ₁ призначається більшою твердості колеса НВ₂. Різниця середніх твердостей* робочих поверхонь зубців шестірні і колеса в передачах з прямими і непрямими зубцями становить НВ_{1 порівн} – НВ_{2 порівн} = 20...50. У ряді випадків для збільшення навантажувальної здатності передачі, зменшення її габаритів і металоємності досягають різницею середніх твердостей НВ_{1 порівн} – НВ_{2 порівн}≥70.

Середня твердість шестерні HB_{1порівн}(HRC_{э1порівн}) або колеса НВ_{2порівн} визначається як середнє арифметичне граничних значень твердості обраного матеріалу.

При цьому твердість робочих поверхонь зубців колеса ≤350 НВ, а зубців шестерні ≥350 НВ і вимірюється по шкалі Роквелла, ≥45 HRC_э. Вибір рекомендованого матеріалу, термообробки і твердості зубчастої пари наводиться в табл. 2.1, а механічні властивості сталей — у табл. 2.2. При цьому для одержання при термічній обробці прийнятих для розрахунку механічних характеристик матеріалу коліс потрібно, щоб розміри заготовок коліс ( , ) не перевищували гранично допустимих значень , (див. табл. 2.2):

; (2.1.),

де – діаметр заготовки шестерні або черв'яка; – товщина заготовки обода або диска колеса; – гранично допустимий діаметр заготовки шестерні або черв'яка; – гранично допустима товщина заготовки обода або диска колеса.

Таблиця 2.1.

Вибір матеріалу, термообробки і твердості

Параметр		Для передач із прямими й непрямими зубами при малій (Р=2кВт) і середньої (Р=5,5 кВт) потужності; НВ1порівн- НВ2порівн = 20...50		Для передач із непрямими зубами при середній (Р=5,5 кВт) потужності; НВ1порівн- НВ2порівн ≥ 70
		Шестерня, черв'як	Колесо	Шестерня, черв'як	Колесо
Матеріал		Сталь 35, 40, 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ		Сталь 40Х, 40ХН, 35ХМ
Термообробка		Поліпшення		Поліпшення + загартування ТВЧ	Поліпшення
Твердість		≤350 HB		≥45 HRC	≤350 HB
Допустима напруга, при числі циклів зміни напруг ;		1,8 HBср+67		14 HRCэср+170	1,8 HBср+67
		1,03 HBср		370 при m<3мм	1,03 HBср
				310 при m<3мм

Примітки:

- у зубчастих передачах марки сталей шестерні і колеса вибрати однаковими. При цьому для передач, до розмірів яких не пред'являють високих вимог, варто застосовувати дешеві марки сталей типу 40, 40Х.

- для коліс відкритих передач великого діаметра (D>500 мм) застосувати сталеве лиття (35Л, 40Л, 45Л, 40ГЛ, термообробка - нормалізація, поліпшення) у парі з шестернею зі сталі відповідної марки.

2. Визначення допустимих контактних напруг, , Н/мм².

Контактні напруги, що допускаються, при розрахунках на міцність визначаються окремо для зубців шестерні і колеса в наступному порядку.

а) Визначити коефіцієнт довговічності :

_(2.2.)

де – число циклів зміни напруг, що відповідає границі витривалості (табл. 2.3); – число циклів зміни напруг за весь термін служби (наробіток), ; _ω – кутова швидкість відповідного вала, рад/с ; L_h – термін служби привода (ресурс), годин.

Для нормалізованих або поліпшених коліс ; для коліс з поверхневим загартуванням .

Якщо , то прийняти .

Таблиця 2.2