1. Выбираем материал для изготовления зубчатых колес.
При выборе марок стали учитывают назначение и тип передачи, требования к габаритам и массе, технологию изготовления, экономическую целесообразность.
Таблица 2
Свойства стали Ст45.
Марка стали | Механические свойства | Термическая обработка | |||
Твердость | Предел прочности GB, МПа | Предел текучести GT, МПа | |||
HB | HRC | ||||
Ст45 | 235–262 | – | 780 | 540 | Улучшение |
2. Ориентировочное значение модуля m вычисляют по формуле:
где – вспомогательный коэффициент, который для цилиндрических прямозубых передач равен
– крутящий момент на валу шестерни, Нм, который принимают из таблицы 1:
– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, который находится из соответствующего графика в зависимости от значения
[2].– число зубьев шестерни
где z2 – число зубьев колеса;
UIII – передаточное число зубчатой передачи.
– коэффициент, учитывающий форму зуба, который определяется по графику в зависимости от эквивалентного числа зубьев ZV [2]:
– коэффициент ширины зубчатого венца [1]
– допускаемые напряжения изгиба зубьев, МПа, который определяется по формуле:
где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий эквивалентному числу циклов перемены напряжений, МПа, который вычисляется согласно формуле
– предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа, который определяют в зависимости от способа химико-термической обработки [1]. – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба. Для зубьев с нешлифованной переходной поверхностью зуба , а для прочих случаев определяют в зависимости от термической или химико-термической обработки: при закалке = 0,9; нормализации, улучшении = 1,1; цементации и нитроцементации = 0,7. = 1,1; – коэффициент, учитывающий вл ияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности. Для зубьев колес без деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зубьев принимают = 1; – коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки. При одностороннем приложении нагрузки = 1; – коэффициент долговечности. Для длительно работающих передач принимается = 1;Учитывая все найденные коэффициенты определим
:– коэффициент безопасности, который равен
Таблица 3
| |
Коэффициент, учитывающий нестаби-льность свойств материала зубчатого колеса и ответственность зубчатой передачи. | Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса. |
Определяют в зависимости от способа термической и химико-термической обработки и заданной вероятности разрушения. При вероятности разрушения 0,99 и объемной закалке, нормализации и улучшении = 1,75; при цементации и нитроцементации = 1,55. | Для поковок и штамповок = 1; Для проката = 1,15; Для литых заготовок = 1,3. |
= 1,75 | = 1 |
– коэффи
циент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений. При проектном расчете открытых зубчатых передач принимаем– коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности. Для шлифования и зубофрезерования при шероховатости не ниже RZ40 принимают
= 1. при полировании в зависимости от способа термического упрочнения принимают: при цементации, нитроцементации, азотировании = 1,05; при нормализации и улучшении = 1,2. = 1,2;– коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса. Определяют в зависимости от диаметра вершин зубчатого колеса по специальному графику [1].
= 1.Определив все величины и коэффициенты, входящие в формулу, находим
: