Проектирование привода (стр. 2 из 6)

Диаметр заготовки колеса равен

Выбираем материалы зубчатых колес по табл. 1.1.[1]. Принимаем для колеса и шестерни - сталь 40Х, термообработку – улучшение, твердость поверхности зуба шестерни 269...302 НВ, D_m1= 125 мм, D_m1>D_mтвердость поверхности зуба колеса 235...262 НВ, S_m1= 80 мм, S_m1> S_m. Средние значения твердости поверхности зуба шестерни и колеса

3.3 Определение допускаемых напряжений

Допускаемые контактные напряжения

Для их определения используем зависимость

Пределы контактной выносливости найдем по формулам табл. 2.1 [1]:

Коэффициенты безопасности S_Н1=l,l, S_Н2=l,l(табл. 2.1 [1]).

Коэффициенты долговечности:

Вазовые числа циклов при действии контактных напряжений (табл. 1.1 [1]):

,

Эквивалентные числа циклов напряжений

где м_h= 0,125 - коэффициент эквивалентности для легкого режима работы (табл. 3.1 [1]).

Суммарное число циклов нагружения

;

где с = 1; t_h- суммарное время работы передачи,

Здесь ПВ=0,01ПВ%=0,01·15=0,15 – продолжительность включения

В результате расчетов получим:

ч.

;

;

;

Определим допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса

;

Допускаемые контактные напряжения для шевронной передачи:

Допускаемые напряжения изгиба

Вычислим по формуле

Для определения входящих в формулу величин используем данные табл. 4.1. [1].

Пределы изгибной выносливости зубьев:

Коэффициенты безопасности при изгибе: S_F1=1,7; S_F2=1,7;

Коэффициенты, учитывающие влияние двухстороннего приложения нагрузки, для нереверсивного привода: К_FC1=1; К_FC2=1.

Коэффициенты долговечности

где q_j- показатель степени кривой усталости, q₁= 6, q₂=6 (табл. 3.1 [1]);

N_F0=4·10⁶ - базовое число циклов при изгибе.

Эквивалентное число циклов напряжений при изгибе

где м_F1=0,038, м_F2=0,038 – коэффициенты эквивалентности для легкого режима работы (табл. 3.1 [1]), тогда

;

Поскольку

примем вычислим

Определим допускаемые напряжения изгиба для шестерни и колеса:

;

3.4 Проектный расчет передачи

Межосевое расстояние

, мм

где К_а = 410 для шевронных передач.

Коэффициент ширины зубчатого венца для шевронных передач примем ш_ba= 0,5 (ряд на с. И). На этапе проектного расчета задаемся значением коэффициента контактной нагрузки К_Н =1.2.

Тогда

Полученное межосевое расстояние округлим до ближайшею: большего стандартного значения (табл. 6.1 [1]): а_w= 200 мм.

Модуль, числа зубьев колес и коэффициенты смещения

Рекомендуемый диапазон для выбора модуля

m_п =(0,01...0,02)a_w= (0,01...0,02)200 = 2...4 мм. J

Из полученного диапазона выберем стандартный модуль m= 2,5 мм (табл. 5.1 [1]). Суммарное число зубьев передачи

Полученное значение Z’_У округлим до ближайшего целого числа Z_У=139 и определим делительный угол наклона зуба

Число зубьев шестерни

Округлим полученное значение до ближайшего целого числа Z₁=28. Число зубьев колеса Z₂ = Z_У – Z₁= 139 - 28 = 111.

Фактическое передаточное число

.

При

отличие фактического передаточного числа от номинального должно быть не больше 2,5 %.

Поскольку Z₁> 17, примем коэффициенты смещения х₁= 0, х₂= 0.

Ширина зубчатых венцов и диаметры колес

Ширина зубчатого венца колеса

мм

Ширину зубчатого венца шестерни b_w1принимают на 2...5 мм больше чем b_w2. Примем b_w1= 105 мм. Определим диаметры окружностей зубчатых колес:

делительные окружности

;

окружности вершин зубьев

;

окружности впадин зубьев

;

Окружная скорость в зацеплении и степень точности передачи

м/с

Для полученной скорости назначим степень точности передачи n_ст= 8 (табл. 8.1 [1]), учитывая, что n_ст= 8 для закрытых зубчатых передач применять не рекомендуется.

3.5 Проверочный расчет передачи

Проверка контактной прочности зубьев

Для проверочного расчета зубьев на контактную прочность используем формулу:

где Z_у = 8400 для шевронныхх передач.

Коэффициент контактной нагрузки

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями

где А=0.15 для шевронных передач;

K_w- коэффициент, учитывающий приработку зубьев. При НВ₂ ≤ 350 для определения K_wиспользуем выражение

Тогда

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки ПО ширине колеса

где

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы.