ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Расчет выполняется для заданий 2.1, 2.5 и 2.8.
В зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и требований к га-баритным размерам выбирают необходимую твердость колес и материалы для их изготовления. Для изготовления колеса и шестерни чаще всего применяются ста-ли 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ в слабо – и средненагруженных передачах.
Выбор материала и термической обработки
Назначаем для колеса и шестерни сталь 40Х ГОСТ 4543-71 (приложение 2, таблица 2.1).
Рекомендуемая термическая обработка:
колесо – улучшение, твердость 235…262 НВ;
шестерня – улучшение, твердость 269…302 НВ.
Примечания: 1. Колеса этой группы (с твердостью H ≤ 350 HB) хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разруше-нию при динамических нагрузках.
2. Для лучшей приработки и одинакового износа зубьев твер-дость шестерни назначают больше твердости колеса.
Допускаемые контактные напряжения
Допускаемые контактные напряжения 
для шестерни и 
для колеса определяем по общей зависимости в виде:
. (2.1)
– предел контактной выносливости, МПа. По таблице. 2.2 (приложе-ние 2) предел контактной выносливости для колес из улучшенных сталей при средней твердости на поверхности зубьев < 350 НВ:
. (2.2)
Шестерня: 
= 
НВ;
= 2 · 285,5 +70=641 МПа.
Колесо: 
= 
НВ;
= 2 · 248,5 + 70 = 567 МПа.
– коэффициент долговечности (учитывает влияние ресурса):
, (2.3)
если 
и при условии ≤ 
;
, (2.4)
если 
, при условии 
.
Здесь = 2,6 для колес из улучшенных сталей; – см ниже.
– число циклов, соответствующее перегибу кривой усталости, которое определяют по средней твердости поверхностей зубьев:
. (2.5)
Шестерня: 
Колесо: 
– число эквивалентных циклов, соответствующее назначенному ресур-су: = 
· 
. (2.6)
– коэффициент эквивалентности, который определяется по таблице 2.4 (приложение 2) в зависимости от типового режима.
Назначаем для привода типовой режим II – средний равновероятностный (приложение 2, рис. 2.1): = 0,25.
– ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений:
= 60 · n· 
, (2.7)
где n – частота вращения шестерни или колеса, об/мин.
– суммарное время работы передачи в часах:
. (2.8)
Здесь 
= 5 лет – число лет работы; 
= 0,7 – коэффициент годового ис-пользования привода; 
= 0,25 – коэффициент суточного использования.
Таким образом, = 5 · 365 · 0,7 · 24 · 0,25 = 7665 ч.
Шестерня: 
= 
; 
= 
· .
Колесо: 
= 
; 
= · .
Примечания: 1. Для заданий 2.3 и 2.5 
и 
; для заданий 2.1 и 2.8 
и 
.
2. Для удобства сравнения 
с 
необходимо значения 
и представить в виде числа, умноженного на 107.
Например: n1=1470 об/мин; 
= 60 ·1470 · 7665=676053000=
=67,6053 · 107; 
=0,25 · 67,6053 · 107 = 16,901325 · 107.
Коэффициент долговечности:
шестерня – 
, если 
;
, если 
;
колесо – 
, если 
;
, если 
.
Здесь = 0,804 – минимальное значение коэффициента долговечности для типового режима II.
Например: 
, а 
. Т.к. , то 
вычисляем по формуле (2.4). Если значение получится меньше 
= 0,804, то принимаем = 0,804.
Т.к. , то 
вычисляем по формуле (2.3).
Точность расчета коэффициентов 
и 
– третий или четвертый знак после запятой.
– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряженных по-верхностей зубьев:
= 0,9…1, при этом бόльшие значения для шлифованных и полированных поверхностей с 
0,8 мкм. Назначаем для обоих колес шлифование и полиро-вание поверхностей зубьев и принимаем =1.
– коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости:
= 1…1,15 – для малых окружных скоростей 
≤ 5 м/с. Так как окружная скорость не известна, принимаем =1 (минимальное значение).
– коэффициент запаса прочности:
= 1,1 – для колес из улучшенных сталей.
Таким образом: 
; 
.
Допускаемое напряжение 
для зубчатых передач с прямыми зубьями принимается равным меньшему из допускаемых напряжений шестерни 
и колеса
.
Для косозубых передач допускаемое напряжение или принимается равным меньшему из допускаемых напряжений шестерни и колеса, или его можно повы-сить до значения, МПа:
, (2.9)
при выполнении условия: 
, при этом в качестве 
должно быть меньшее из значений и .
Примечания: 1. Величина 
принимается равной целой части значения – десятые и сотые доли отбрасываются.
2. Для заданий 2.1 и 2.5 цилиндрическая зубчатая передача при-нимается прямозубой, а для задания 2.8 – косозубой.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 422; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!