Расчет допускаемых напряжений изгиба

Допускаемые напряжения изгиба определяю по формуле:

где σ_Flim – базовый предел изгибной выносливости зубьев;

K_FL – коэффициент долговечности;

S_F – коэффициент безопасности;

K_FC – коэффициент учитывающий реверсивность.

Т.к. нагрузка нереверсивная то K_FC1 = K_FC2 = K_FC = 1.

Т.к. колесо и шестерня обработаны объемно, то S_F1 = S_F2 = S_F = 1,75

Значение коэффициента долговечности определяется по формуле:

где m – показатель степени;

N_F0 – базовое число циклов перемены напряжений;

N_FE – эквивалентное число циклов нагружения.

При твердости зубьев НВ<350 m = 6. Базовое число циклов нагружения N_F0=4 млн. циклов, N_FE = N_HE.

Т. к. N_FE1 > 4 млн. циклов, N_FE2 > 4 млн. циклов, то принимаем K_FL1= K_FL2= K_FL=1.

Базовые пределы изгибной прочности равны:

Допускаемые напряжения изгиба колеса и шестерни равны:

Аналогично п. 2.1.2 принимаю

Расчет межосевого расстояния

Межосевое расстояние определяю по формуле:

где К_а = 430 МПа^1/3 – вспомогательный коэффициент;

К_Hβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по ширине венца;

ψ_ba = 0,315 – коэффициент ширины колеса относительно межосево-

го расстояния.

Значение коэффициента К_Hβ зависит от величины коэффициента ψ_bd относительной ширины шестерни. Этот коэффициент связан с коэффициентом ψ_ba ширины колеса относительно межосевого расстояния и равен:

Для симметричного расположения шестерни относительно опор значение коэффициента К_Hβ = 1.01.

мм

По ГОСТ 2185 – 66* принимаю ближайшее большее значение межосевого расстояния a_w = 100 мм.

Выбор модуля и числа зубьев

Значение нормального модуля m_n равно:

мм

Полученное значение округляю до стандартного: m_n = 2 мм.

Предварительно принимаю угол β наклона зубьев, равный β = 13⁰.

Суммарное число z_c зубьев передачи равно:

Принимаем z_c = 97.

Уточняю величину угла β:

Определяю число z₁ зубьев шестерни:

Принимаю z₁ = 24.

Полученное значение больше минимального, равного:

Это означает, что контур передачи нарезан без смещения.

Число зубьев z₂ колеса равно:

Уточняю передаточное число передачи:

Провожу оценку отклонения фактического передаточного числа от первоначального:

Полученная величина меньше допускаемых 2.5%, поэтому я решаю принять передаточное число, равное фактическому u = 3,1.

Определение геометрических размеров шестерни и колеса

Диаметр d_w1 начальной окружности шестерни равен:

Выполняю проверку межосевого расстояния:

мм

Диаметры колес найдены верно.

Так как контур колеса нарезан без смещения, то делительный и начальный диаметры колеса и шестерни совпадают: d₁ = d_w1, d₂ = d_w2.

Диаметр d_f1 окружности впадин зубьев шестерни равен:

мм.

Диаметр d_а1 окружности вершин зубьев шестерни равен:

мм

Диаметр d_f2 окружности впадин зубьев колеса равен:

мм

Диаметр d_а2 окружности вершин зубьев колеса равен:

мм

Рабочая ширина b_w венца зубчатого колеса равна:

По ряду Ra 40 принимаю b_w = 30 мм.

Ширину венца шестерни b₁ принимают на 3…5 мм больше, чем b₂:

Принимаю по Ra 40 b₁ = 34 мм.

Эскиз передачи показан на рисунке 2.5.1.

Рисунок 1 – Эскиз цилиндрической передачи

Проверка зубчатой передачи по контактным напряжениям

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям провожу по формуле:

где z_H=1,77cos(β)–коэффициент формы сопряженных поверхностей зубьев;

z_ε – коэффициент суммарной длины линий контакта;

T₁ – крутящий момент на шестерне, Нм;

K_Hα - коэффициент распределения нагрузки между зубьями;

K_Hβ – коэффициент распределения нагрузки по ширине венца;

K_Hv – коэффициент динамической нагрузки;

[σ_H] – допускаемое контактное напряжение, МПа

Для косозубой передачи при угле β = 14⁰

Для определения коэффициента z_ε следует сначала найти коэффициент торцового перекрытия ε_α:

Далее определяю коэффициент ε_β осевого перекрытия:

Т.к. ε_β > 0,9, то

Из п. 5.1 К_Нβ = 1,01.

Для определения значения коэффициентов динамической нагрузки K_HV и распределения нагрузки между зубьями K_Hα требуется определить окружную скорость V₁ и степень точности цилиндрической зубчатой передачи:

м/с

Степень точности 8, К_НV = 1,06, К_Нα = 1,09

Возникающее в передаче контактное напряжение равно:

МПа

Оцениваем недогрузку:

Передача прошла проверку.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: