Решение

1. В качестве материала выбираем сталь 40х для шестерни и колеса

Способ получения заготовки – поковка.

По табл. 2 назначаем:

- для колеса: термообработку – улучшение с НВ 240; предел прочности = 850 МПа; пределом текучести: =550 МПа;

- для шестерни: термообработку – улучшение с НВ 270; предел прочности = 950 МПа; пределом текучести: =700 МПа.

2. Определяем допускаемые контактные напряжения

(2)

По табл. 3:

- для шестерни:

- для колеса:

Коэффициенты безопасности - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей; - коэффициент, учитывающий окружную скорость; - коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса, принимаем согласно приведенным выше рекомендациям (с.7).

; ; ; .

Коэффициент долговечности колеса определяем по формуле:

,

где - базовое число циклов перемены напряжения определяем по графику (рис. 2) для НВ 255 (среднее для колеса и шестерни):

.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений – определяется по формуле:

,

где - число вхождений в зацепление каждого зуба колеса за один оборот (численно равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым)

;

где – частота вращения шестерни;

– частота вращения колеса;

об/мин ;

– срок службы передачи, ч.

Заданный срок службы:

Тогда:

для шестерни: ;

для колеса: .

Т.к.

тогда

Для шестерни:

Для колеса:

3. Определяем допускаемые напряжения изгиба

при расчёте на выносливость

(8)

По табл. 4:

Для шестерни: МПа ;

Для колеса: МПа .

Коэффициент безопасности: ,

где - коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала, (вероятность неразрушения 99% , табл. 4);

- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса, (для поковок).

.

Коэффициенты:

- учитывает влияние приложения нагрузки (у нас

одностороннее приложение);

- учитывает влияния шлифования переходной поверхности зуба (в курсовом проекте принимаем );

- учитывает деформационное упрочнение электрохимическую обработку (в курсовом проекте принимаем );

- учитывает размеры зубчатого колеса (в курсовом проекте

принимаем );

- учитывает шероховатость выкружки зуба (в курсовом

проекте принимаем ).

Коэффициент долговечности определятся по формуле:

,

где базовое число циклов переменных напряжений и эквивалентное число циклов напряжений:

.

Для шестерни: .

Для колеса: .

Так как и , то .

Окончательно:

Для шестерни: ;

Для колеса: .

4. Определение межосевого расстояния

– вспомогательный коэффициент ( = 310 Н^1/2 /м, прямозубые колеса);

- допускаемое контактное напряжение для колеса;

- крутящий момент на шестерне;

– коэффициент ширины колеса относительно диаметра, принимаем по табл. 5:

.

С учетом этого на рис. 4 находим коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца:

.

Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния находим по формуле:

.

.

Принимаем .