3.1 Зубчатые передачи

1. Выбор твердости, термообработки и материала колес.

Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колёс. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями на курсовое проектирование, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими колесами(открытых) применяют зубчатые колеса с твердостью материала 350 НВ. При этом обеспечивается чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатывание зубьев.

Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твердость шестерни НВ₁ назначается больше твердости колеса НВ₂ Разность средних твердостей рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса в пределах с прямыми и непрямыми зубьями составляет НВ_{1 ср}-НВ_{2 ср}=20…50. В ряде случаев для увеличения нагрузочной способности передачи, уменьшения ее габаритов и металлоемкости достигают разности средних твердостей НВ_{1 ср}-НВ_{2 ср} 70. При этом твердость рабочих поверхностей зубьев колеса 350 НВ, а зубьев шестерни 350 НВ и измеряют по шкале Роквелла, 45 HRC_э.

Соотношение твердостей в единицах НВ и HRC_э.

При этом для получения при термической обработке принятых для расчета механических характеристик материала колес требуется, чтобы размеры заготовок колес ( D_заг, S_заг) не превышали предельно допустимых значений D_пред , S_пред :

D_заг D_пред ; S_заг S_пред ,

где D_заг – диаметр заготовки шестерни ; S_заг- толщина заготовки обода или диска колеса; D_пред – предельно допустимый диаметр заготовки шестерни; S_пред – предельно допустимая тлщина заготовки обода или диска колеса.

Выбираем сталь 45 с термообработкой – улучшение.

Дальше считаем только колесо т.к. материал колеса менее твердый.

Находим НВ_ср= НВ.

По таблице:

3.2Определение допускаемых контактных напряжений

а) Определим коэффициент долговечности К_НL;

К_НL= ;

Где N_HO- число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости;

N-число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка),

где L_H- срок службы привода, ч.

N_HO =16,5*10⁶ млн.циклов (табличное значение).

Если N N_HO , то принять К_НL=1.

б) определяем допускаемое контактное напряжение соответствующее пределу контактной выносливости при числе циклов перемены напряжений N_HO.

в) определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев колеса :

3.3 Определение допускаемых напряжений изгиба H/мм².

а) коэффициент долговечности

К_НL= ;

где N_FO=4*10⁶ – число циклов перемены напряжений для всех сталей, соответствующее пределу выносливости; N- число перемены напряжений за весь срок службы.

Если N N_FO то принимаем К_НL= 1.

б) допускаемое напряжение изгиба соответствующее пределу изгибной выносливости при числе циклов перемены напряжений N_FO

в) допускаемое напряжение изгиба для зубьев колеса

Заносим данные в таблицу:

Элемент передачи	Марка стали	термообработка	Твердость НВср
колесо	45	улучшение	248,5	514,3	255,955