Материал: Ку ДМ

(u = 2,8)

– передача закрытая, нереверсивная;

– срок службы L = 5 лет, K_год = 0,75, K_сут = 0,7;

– режим нагружения: типовой 3 – средний нормальный;

– выпуск среднесерийный.

2.1.2. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений выполняется по таблице П.1. [2], с. 48.

Необходимо обеспечить: H₁ ≥ H₂ + 70_HB.

t_∑ = L · 365 · K_год · 24 · K_сут;

N = 60 · n · c · t_Σ,

где t_Σ – суммарное время работы передачи в часах;

n – частота вращения зубчатого колеса, мин -1;

c – число зацеплений за один оборот, c = 1;

N – число циклов нагружения.

t_Σ = 5 · 365 · 0,75 · 24 · 0,7

t_Σ = 23100 часов

N_HE = K_HE · N,

где N_HE – эквивалентное число циклов нагружения;

K_HE – коэффициент, выбираемый по таблице П.2, [2], с. 74, K_HE = 0,18.

Базовое число циклов N_HO зависит от твердости поверхности зуба:

,

где K_HL – коэффициент долговечности, причем: 1 ≤ K_HL ≤ 2,4.

[σ_H] = [σ_H]₀ · K_HL,

где [σ_H] – допускаемое контактное напряжение с учетом K_HL > 1, МПа;

[σ_H]₀ – допускаемое контактное напряжение для K_HL = 1.

Определяется из таблицы П.1, [2], с. 48.

Для H₁ – H₂ ≥ 70_HB: [σ_H] = 0,5 · ([σ_H]₁ + [σ_H]₂), но

[σ_H] ≤ 1,25 · [σ_H]_min

[σ_H] = 0,5 · (988,5 + 516,5) = 752,5 Мпа.

[σ_H] = 509 · 1.25 = 636,25 Мпа.

N_FE = K_FE · N,

где N_FE – эквивалентное число циклов нагружения (по изгибу);

K_FE – коэффициент, выбранный по таблице П.2 и рис. П.1 [2], с. 74.

Базовое число циклов N_F0 = 0,4·10⁷ для всех сталей.

,

где K_FL – коэффициент долговечности (по изгибу), m_F = 6.

m_F =6 для зубчатых колёс с твёрдостью поверхности зубьев Н≤350HB;

m_F =6 – для зубчатых колёс со шлифованной переходной поверхностью независимо от твёрдости и термообработки;

m_F =9 – для зубчатых колёс Н > 350HB с нешлифованной переходной поверхностью.

1 ≤ K_FL ≤ 2,08 (определяем из [2], с. 21)

[σ_F] = [σ_F]₀ · K_FL · K_FC,

где [σ_F] – допускаемое напряжение изгиба, МПа;

[σ_F]₀ – допускаемое напряжение изгиба при K_FL = 1 и K_FC = 1.

Определяется по таблице П.1, [2], с. 73;

K_FC – коэффициент, равный 0,75 для реверсивной передачи.

Предельные допускаемые напряжения для кратковременной (пиковой) перегрузки (таблица П.1, [2], с. 73):

2.1.3. Проектный расчет передачи

a_w = 7,5·(u+1)·, (из [2], с. 22)

где a_w – межосевое расстояние, мм;

E_пр – 2,1·10⁵ МПа;

T₂ – вращающий момент на колесе, Н·м;

K_Hβ – коэффициент концентрации нагрузки;

ψ_ba = b_w / a_w.

Задаемся значением коэффициента ψ_ba согласно рекомендаций таблицы П.3, схемы расположения по рис. П.3 из ряда чисел таблицы П.4, [2], с. 75.

ψ_ba = 0,25…0,3

ψ_ba = 0,25

ψ_bd = 0,5 · (u+1) · ψ_ba

ψ_bd = 0,5 · (2,8 + 1) · 0,25 = 0,475

По таблице П.5, [2], с. 76 находим:

K_Hβ = 1 + 0,025 · ψ_bd^2,11

K_Hβ = 1 + 0,025 · 0,475 ^2,11 = 1,005

a_w = 7,5 · (2.5 + 1) · = 147,8

Принимаем a_w = 150 мм из ряда R_a 40 таблицы П.4, [2], с. 75

b_w = ψ_ba· a_w,

где b_w – рабочая ширина зубчатого венца шестерни, мм;

b_w = 0,25 · 150 = 37,5 мм.

Принимаем a_w = 150 мм из ряда R_a 40 таблицы П.4, [2], с. 75

2.1.3.1. Выбор модуля

Выполняется по формулам рис. П.2, [2], с. 83.

m_n = = 3,696…1,848 мм

Выбираем m_n = 2 мм из стандартного ряда значений по таблице П.4, [2], с. 75.

2.1.3.2 Расчет делительных диаметров

;

;

где – коэффициент осевого перекрытия, =1,1…1,2

β' – угол наклона зуба (в первом приближении)

̊ ;

;

Коррекция угла β:

;

;

где z₁ – число зубьев шестерни;

z₂ – число зубьев колеса;

Расхождение:

;

2.1.4 Проверка выполнения условий прочности

2.1.4.1 Условие прочности по контактным напряжениям

где σ_H – контактное напряжение, МПа;

Т₁ – вращающий момент на шестерне, Н·мм;

«–» – для передачи внутреннего зацепления;

d_W1 – начальный диаметр шестерни, мм;

Для передач без смещения и с х_Σ = 0, d_W1 = d₁ ;

α_W – угол зацепления, для передач х_Σ =0, α_W =20⁰;

z_Hβ – коэффициент снижения контактных напряжений в косозубой передаче;

К_Н – коэффициент расчётной нагрузки, причём:

;

К_НV – коэффициент динамической нагрузки, определяемый по формулам из таблицы П. [7].

;

где υ – окружная скорость колеса, м/с

По таблице П. [6] определяется степень точности передачи:

Степень точности – девятая.

;

;

,

где – коэффициент торцевого перекрытия, >1.

,

где К_Нα – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (см. таблицу П. [6]);

Расхождение:

.

Требуется корректировка b_w.

,

где b_w - новое (искомое) значение размера.

Принимаем b_w = 40 мм.

- в рекомендованных пределах Ψ_ва = 0,25…0,4.

2.1.4.2 Условие прочности по напряжениям изгиба

;

где Y_F – коэффициент формы зуба. Его значение находим по формуле из таблицы П. [8].