Рассчитать основные параметры, размеры и силы в зацеплении закрытой косозубой передачи одноступенчатого цилиндрического редуктора с прирабатывающимися зубьями привода
При расчете зубчатой передачи определяют: материал для изготовления шестерни и колеса; геометрические размеры шестерни и колеса; параметры зацепления и сил, действующих в зацеплении.
Для закрытых передач проектный расчет выполняют на выносливость по контактным напряжениям, чтобы не допустить усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев.
Определив на основе этого расчета размеры колес и параметры зацепления, выполняют проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям изгиба, чтобы установить, не появляется ли опасность усталостного разрушения зубьев.
3.1.
|
При производстве типовых редукторов экономически целесообразно применять недорогие стали с твердостью НВ ≤ 350. По табл. 10 выбираем:
1) материал колеса сталь с НВ < 350, например, сталь 45, диаметр заготовки свыше 130 мм; термообработка – улучшение; твердость НВ2 = 200; предел прочности σB2= 690 МПа; предел текучести σT2= 340 МПа.
Определяем предел контактной выносливости:
σ H limb2 = (2∙ НВ2 + 70) МПА = ∙ + = МПа.
Определяем допускаемые контактные напряжения:
[σ]H2 = σ H lim b2 ∙ K HL/S H = ∙ 1,0/ = МПа, где
КHL – коэффициент долговечности, КHL = 1,0 для редукторов;
|
|
|
SH = 1,1…1,2 – коэффициент безопасности.
Далее определяем предел выносливости для зубчатого колеса при базовом числе циклов нагружения (12∙107):
σоF lim b2=(1,7…1,8) ∙НВ2= ∙200= МПа,
и допускаемые напряжения изгиба зубьев:
[σ]F2 = σ o F lim b2⋅KFL ∙ K FC/S F = ∙1,0∙1,0/ = МПа, где:
SF = 1,7…1,8 – коэффициент безопасности;
КFL = 1,0 – коэффициент долговечности;
КFC – коэффициент, учитывающий реверсивность движения;
КFC = 1,0 – для нереверсивного и КFC = 0,7…0,8 – для реверсивного движения.
Материал шестерни (1) должен быть тверже материала колеса, так как зубья шестерни входят в зацепление чаще, чем зубья зубчатого колеса:
НВ1 ≥ HB2 + (20…50).
Для шестерни имеем НВ1 = НВ2 + (20…50) ≈ 230.
По табл.10 выбираем материал для шестерни, например, для стали 45, диаметром до 90 мм: термообработка – улучшение; твердость НВ1 = 230; предел прочности σB1 = 780 МПа; предел текучести σT1 = 440 МПа.
Определяем предел контактной выносливости зубьев шестерни при базовом числе циклов (12∙107) для выбранного способа термообработки (улучшения):
σ H limb1 = (2 ∙НВ1 + 70) МПа = ∙ + = МПа.
|
[σ]H1 = σ H lim b1 ∙KHL/SH = ∙1,0/ = МПа.
Определяем предел выносливости на изгиб для зубьев шестерни при базовом числе циклов нагружения:
σо F limb1= (1,7…1,8) НВ1 = ∙ = МПа.
Допускаемые напряжения изгиба:
[σ]F1 = σо F lim b1 ∙ KFL ∙ KFC/SF = ∙1,0∙1,0/ = МПа.
Принимаем расчетное контактное напряжение:
[σ]H = 0,5([σ]H1 + [σ]Н2) = 0,5( + ) = МПа.
Проверяем полученное значение по критерию: [σ]H ≤ 1,25 [σ]Н2(min ),
≤ 1,25∙ = МПа.
Условие выполнено, в качестве расчётного значения передачи принимаем: [σ]H = МПа.
Таблица 10. Материал для зубчатых передач
| Марка стали | Диаметр заготовки, мм | Предел прочности, σВ,МПА | Предел текучести, σТ,МПА | Твёрдость НВ, ед. | Термообработка |
| 45 | 100–500 | 570 | 290 | 190 | Нормализация |
| 45 | До 90 90–120 Св.130 | 780 730 690 | 440 390 340 | 230 210 200 | Улучшение |
| 30ХГС | До 140 Св. 140 | 1020 930 | 840 740 | 260 250 | |
| 40Х | До 120 120–160 Св. 160 | 930 880 830 | 690 590 540 | 270 260 245 | |
| 40ХН | До 150 160–180 Св. 180 | 930 880 835 | 690 590 540 | 280 265 250 | |
| 40Л | 520 | 290 | 160 | Нормализация | |
| 45Л | 540 | 310 | 180 | ||
| 35ГЛ | 590 | 340 | 190 | Улучшение | |
| 35ГСЛ | 790 | 590 | 220 |
|
|
|
Полученные результаты представим в сводной табл. 11.
|
| № п/п | Характеристики материала, расчётные напряжения. | Обозначение, единицы измерения | Косозубая передача |
| Зубчатое колесо | |||
| 1 | Материал | – | Сталь 45 |
| 2 | Твёрдость | НВ2, МПа | 200 |
| 3 | Предел прочности | σB2,МПа | 690 |
| 4 | предел текучести | σT2, МПа | 340 |
| 5 | Базовое число циклов | цикл | 12∙107 |
| 6 | Предел контактной выносливости | σ H lim b2, МПа | |
| 7 | Допускаемые контактные напряжения | [σ]Н2,МПа | |
| 8 | Предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения | σо F lim b2, МПа | |
| 9 | Допускаемые напряжения на изгиб. | [σ]F2, МПа | |
| Шестерня | |||
| 10 | Материал | – | Сталь45 |
| 11 | термообработка | – | улучшение |
| 12 | Твёрдость | НВ | 230 |
| 13 | Предел прочности | σB1,МПа | 780 |
| 14 | предел текучести | σT1, МПа | 440 |
| 15 | Базовое число циклов | цикл | 12∙107 |
| 16 | Предел контактной выносливости | σ H lim b1, МПа | |
| 17 | Допускаемые контактные напряжения | [σ]Н1,МПа | |
| 18 | Предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения. | σо F lim b1, МПа | |
| 19 | Допускаемые напряжения на изгиб. | [σ]F1, МПа | |
| 20 | Расчётное контактное напряжение | [ σ ]Н , МПа | |
|
|
|
Данные для расчета берем в табл. 5 и заносим в табл.9.
Таблица 9. Исходные данные зубчатой передачи
| Мощность на быстроходном валу (б/х), Р1, кВт | |
| Передаточное число, изуб | |
| КПД, ηзуб | 0,98 |
| Частота вращения б/х вала, n1 , об/мин | |
| Вращающий момент на б/х валу, M1, Н·м | |
| Вращающий момент на т/х валу, M2, Н·м | |
| Допускаемые напряжения на изгиб для шестерни, [σ]F1, МПа | |
| Допускаемые напряжения на изгиб для колеса, [σ]F2, МПа | |
| Расчётное контактное напряжение, [σ]Н , МПа |
|
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 209; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!