Материал: Проверочный расчет на выносливость выходного вала редуктора
Контактные напряжения (для колеса) (с.192-195 /6/)
(5.16)
принимаем (длительно работающая передача)
Напряжения изгиба: (для шестерни)
, (5.17)
коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки.
(5.18)
(Смотри пункт 3.6)
Коэффициент долговечности
(5.19)
где - базовое число циклов перемены напряжения стали.
(5.20)
принимаем
Напряжения изгиба при кратковременной перегрузке:
(5.21)
Напряжения изгиба: (для колеса)
,
- коэффициент безопасности
- коэффициент долговечности,
где
принимаем
Напряжения изгиба при кратковременной перегрузке:
Быстроходная цилиндрическая передача.
Ориентировочное значение диаметра делительной окружности шестерни Z1
(5.22)
где - вспомогательный коэффициент,
- крутящий момент на валу шестерни, НМм
- передаточное отношение передачи,
- коэффициент ширины колес относительно диаметра
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, при и НВ<350 (с.13)/2/
- расчетное допустимое напряжение,
Расчетная ширина колес:
(5.23)
Принимаем
Нормальный модуль зацепления:
(5.24) (4.1.3 с.11 /3/)
где - коэффициент ширины колес относительно модуля. Для закрытых передач редукторного типа при НВ<350
(c.14)/2/,
Принимаем минимальное значение модуля для силовых передач 1-го ряда значений по ГОСТ 9563-60 .
Числа зубьев колес и шестерни:
(5.25) (4.1.4 с.11 /3/)
Принимаем число зубьев равное
Колеса
Принимаем число зубьев равное
Уточняем делительные диаметры колес тихоходной ступени: (4.1.5 с.12 /3/)
Межосевое расстояние передачи:
Диаметры выступов зубьев: (4.1.6 с.17 /3/)
Диаметры впадин зубьев: (4.1.5 с.16 /3/)
Окружная скорость колес:
(5.26)
Усилия, действующие в зацеплении:
окружное: (5.27)
радиальное: (5.28)
где - угол зацепления,
(5.29)
где - угол профиля
, ,
Осевое усилие:
4.3 Проверочный расчёт быстроходной зубчатой передачи
Проверочный расчет по контактным напряжениям (шестерня)
(5.30)
где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацеплений, для косозубых колес
- коэффициент, учитывающий механические свойства материала сопряженных зубчатых колес, для стальных колес
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий сопряженных зубчатых колес, для косозубых колес:
(5.31)
где - коэффициент торцового перекрытия,
- коэффициент нагрузки,
(5.32)
где - коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку для приводов, (с.26 таблица 7.1.)/2/
где - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку возникающую в зацеплении, при НВ<350 и . При принимаемой 7-ой степени точности изготовления (с.27 таблица 7.2.)/2/
, (см. выше)
где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, при НВ<350 . При принимаемой 7-ой степени точности изготовления (с.28 таблица 7.3.)/2/
Контактная прочность зуба обеспечивается.
Проверочный расчет по напряжениям изгиба (шестерня):
Проводим проверку по напряжениям изгиба по формуле
где - коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев ,
- коэффициент, учитывающий наклон зубьев,
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, предварительно принимаем , (с.29)/2/
- коэффициент нагрузки,
(5.33)
(с.26 таблица 7.1.)/2/
(с.27 таблица 7.2.)/2/
, (с.13 таблица 4.3.)/2/
(с.28 таблица 7.3.)/2/
Расчет будем вести по тому из колес, у которого отношение меньше.
Расчет ведем по зубу колеса, как менее прочному
Проверочный расчет при перегрузке:
Предельные контактные напряжения:
(5.34)
где - предельные контактные напряжения при перегрузке,
- максимальный момент при перегрузках,
- рабочие контактные напряжения,
- максимально допускаемые контактные напряжения,
Предельные контактные напряжения:
(5.35)
где - предельные контактные напряжения при изгибе,
- максимальный момент при перегрузках,
- максимально допускаемые контактные напряжение при изгибе,
Таким образом, контактная изгибная прочность зубьев, как при номинальной нагрузке, так и при перегрузках обеспечивается.
4.4 Расчет тихоходной ступени
Выбор материала зубчатых колес.
По таблице 2.2. (с.6) /2/ принимаем рекомендуемые пару сталей: для шестерни и для колеса.
Принимаем для шестерни быстроходного вала Сталь 45 (улучшение) со следующими механическими свойствами:
Предел прочности:
Предел текучести:
Твердость: 194…263НВ
Принимаем для колеса быстроходного вала Сталь 45 (нормализация) со следующими механическими свойствами:
Предел прочности:
Предел текучести:
Твердость: 171…241НВ
Контактные напряжения (для шестерни)
Допускаемые контактные напряжения определяются раздельно для шестерни и для колеса по формуле:
где - базовый предел контактной прочности поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов
- твердость зубьев,
- коэффициент безопасности,
- коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагружения передачи:
где - можно определить по формуле:
- эквивалентное число циклов перемены напряжений. Для ступенчатой циклограммы нагружения:
где T=T1 - максимальный момент, передаваемый рассчитываемым колесом в течении времени , Нм
T2 - момент, действующий в течении часов,
С - число колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым, С=1,0;
- частота вращения зубчатого колеса, об/мин
- число часов работы передачи за расчетный срок службы, час
где и - коэффициенты использования передачи в году и суток
- срок службы, годы
принимаем (длительно работающая передача)
Контактные напряжения при кратковременной перегрузке:
где - предельно допускаемое контактное напряжение, Н/мм2
- предел текучести, Н/мм2
Контактные напряжения (для колеса)
принимаем (длительно работающая передача)
Напряжения изгиба: (для шестерни)
,
коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки.
Коэффициент долговечности
где - базовое число циклов перемены напряжения стали.
принимаем
Напряжения изгиба при кратковременной перегрузке:
Напряжения изгиба: (для колеса)
,
