2.3 Выбор материала зубчатых колес

Для изготовления зубчатых колес выбираются стали:

колесо сталь 45

шестерня сталь 45

Термическая обработка – 1 группа:

колесо улучшение

шестерня улучшение

Таблица 2

Звено	Марка стали	Предельные размеры заготовки, мм	Термообработка	Твердость зубьев НВ	σт, МПа
Шестерни 3,5	сталь 45	до 125	улучшение	235…269	540
Колеса 4,6	сталь 45	до 125	улучшение	235..269	540

2.4 Расчет допускаемых напряжений

2.4.1 Допускаемые контактные напряжения

В соответствии с ГОСТ 21354-75 допускаемые контактные напряжения равны

, (26)

где σ_HlimB – предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, Н/мм²;

K_HL – коэффициент долговечности;

S_H – коэффициент безопасности (для зубчатых колес с однородной структурой материала (улучшение) S_H = 1.1).

При способе термической обработки, как улучшение, для стали 45 предел контактной выносливости поверхности зубьев

. (27)

, (28)

где N_HO – базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости;

N_HE – эквивалентное число циклов перемены напряжений.

(29)

, (30)

где n_i – частота вращения того зубчатого колеса, для которого определяется допускаемое напряжение, мин^-1;

c – число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один оборот (c = 1);

t_Σ – суммарное время работы;

T_n – максимальный из длительно действующих моментов;

T₁, T₂ – действующие моменты;

t₁,t₂ – время действия моментов.

Рисунок 4. Режим работы

, (31)

где Z_год – срок службы привода, год;

К_сут – число рабочих смен в сутки.

Т.к. , то K_HL1 = 1..

Т.к. , то K_HL2(3) = 1.

Т.к. , то K_HL4 = 1.

2.4.2 Допускаемые напряжения у ножки зуба

, (32)

где σ⁰_Flim – предел выносливости при изгибе, соответствующий базовому числу циклов изменения напряжений, Н/мм²;

K_FL – коэффициент долговечности;

S_F – коэффициент безопасности (принимаем S_F = 1.75 для улучшенной стали 45).

(33)

, (34)

где N_FO – базовое число циклов перемены напряжений ( );

N_FE – эквивалентное число циклов перемены напряжений ( ).

Т.к., то K_FL1 = 1.

Т.к., то K_FL2(3) = 1.

Т.к., то K_FL4 = 1.

2.4.3 Максимальные допустимые напряжения

Для зубьев зубчатых колес, подвергнутых улучшению

, (35)

где σ_т – предел текучести материала при растяжении, Н/мм².

, (36)

где σ_FlimM – предельное значение напряжения, не вызывающего остаточных деформаций или хрупкого излома зуба, Н/мм²;

S_FM – коэффициент безопасности (для улучшенных сталей 45 - S_FM = 1.75).

(37)