5.2 Розрахунок прямозубої циліндричної передачі 3-4

5.2.1 Перевірка на контактну втомну міцність

Розрахункова умова σ_н ≤ [σ] _н

[σ] _н = [σ] _{н расч}

де Z_м = 275 МПа^1/2 – коефіцієнт, що враховує механічні властивості матеріалів зв'язаних зубчастих коліс [1, стр.71].

Z_н - коефіцієнт, що враховує форму зв'язаних поверхонь зубів, для прямозубих коліс при α = 20^о

Z_ε - коефіцієнт, що враховує сумарну довжину контактних ліній. Для прямозубих коліс

Коефіцієнт К_Н = К_Нα К_Нβ К_Нν = 1∙ 1,08 ∙ 1,01 = 1,09

К_Нα – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами. Для прямозубих передач приймається = 1[1, стр.95].

К_Нβ - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця.

По табл.37[1] при b₂/d₁ = 30/52 = 0,58; (колесо приробляється; положення колеса - поблизу однієї з опор) К_Нβ = 1,07.

К_Нν – коефіцієнт динамічності навантаження. [3, табл.38].

σ_н < [σ] _н. 883,75 < 1092,5МПа – контактна втомна міцність забезпечена.

5.2.2 Перевірка на втомну міцність на згин

Розрахункова умова: σ_F ≤ [σ] _F.

З'ясовуємо, по якому із зубчастих коліс пари вести розрахунок, для чого і для шестерні, і для колеса розраховуємо [σ] _F/Y_F.

Напруга на згин, що допускається

Для шестерні:

де σ_{F limb} = 800 МПа межа витривалості зубів при згині.

K_Fc – коефіцієнт, що враховує напрям додатка навантаження до зубів. Для нереверсивних передач K_Fc =1.

S_F =2,2 – коефіцієнт запасу, вибираємо з табл.41 (вірогідність не руйнування більш 0,99) [1].

K_FL – коефіцієнт довговічності. Розраховуємо по формулі:

< 1. Приймаємо рівним 1.

N_FO – базове число циклів змін напруги, відповідне тривалій межі витривалості. Для всіх сталей N_FO = 4∙10⁶ [1, стр.110].

N_FE – еквівалентне число циклів змін напруги. Розраховується з врахуванням даних режиму навантаження. Для шестерні:

Для колеса: σ_{F limb} = 800 МПа

N_FE4 = N_FE1/u_3-4 = /2,5 = 36569132

< 1, приймаємо =1.

.

Знаходимо Y_F1 – безрозмірний коефіцієнт, величина якого залежить від форми зуба. Число зубів Z₃ = 26; Z₄ = 64. Знаходимо по таблиці.24[1, стр.77].

Y_F3 = 3,9; Y_F4 = 3,62.

«Слабкішим» елементом є шестерня, по якому ведеться подальший розрахунок.

де Y_F3 = 3,9;

Y_ε ≈ 1- коефіцієнт, що враховує спільну роботу точних зубців;

Y_β = 1- коефіцієнт, що враховує нахил зуба. Для прямозубих передач рівний 1.

K_Fα – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами. Для прямозубих циліндричних передач приймається рівним 1.

K_Fβ - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця. По таблиці.37 К_Fβ = 1,07.

K_FV - коефіцієнт динамічності навантаження. [1, табл.38].

К_Fν = 1,04.

σ_F < [σ] _F. 320< 364 МПа втомна міцність на згин забезпечена.

5.2.3 Перевірка на контактну міцність при дії максимальних перевантажень.

σ_{н max} ≤ [σ] _{н max},

σ_Н = 883,75 МПа;

[σ]_{H max} = 40HRC = 40*57=2280 МПа;

σ _{H max} < [σ]_{H max}

1316 < 2280 МПа – контактна міцність при дії максимальних перевантажень забезпечена.

5.2.4 Перевірка міцності на згин при дії максимальних перевантажень.

σ_{F max} ≤ [σ] _{F max},

σ_{F max} = σ_F · К_пер = 320 · 2,22 = 710 МПа.

[σ] _{F max} = 20HRC = 20*57= 1140 МПа.

σ_{F max} < [σ] _{F max}; 710 < 1140- міцність на згин при дії максимальних навантажень забезпечена.