Расчет ведется методом эквивалентных циклов
1. Выбор материалов. Для шестерни выбираем сталь 40ХН, термообработка – закалка, твердость HRC 50, предел прочности =1600 МПа, предел текучести =1400 МПа.
Для колеса – сталь 40Х, термообработка – закалка, твердость HRC 43, предел прочности =750 МПа, предел текучести =600 МПа.
Предел контактной выносливости выбираем из таблицы 2:
Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу контактной выносливости
Ресурс передачи по формуле:
2. Допускаемые контактные напряжения по формуле:
Коэффициент долговечности по формуле:
где =0,25 - для среднего равновероятного режима (режим II).
При q = 20.
При q = 6.
Тогда допускаемые контактные напряжения
где S Н = 1,2; Z R =1; Z V = 1,08; Z X = 1 (см. главу 7).
Среднее допускаемое напряжение по формуле:
.
Условие выполняется.
3. Допускаемые напряжения изгиба по формуле:
Коэффициент долговечности по формуле:
здесь при =0,1 - для среднего равновероятного режима (режим II).
q F1 - показатель кривой усталости правой ветви (при )
|
|
где k = 2,8…3,0 – для закаленных колес.
= 680 МПа - предел выносливости при изгибе из таблицы 3;
=2200…2500 МПа - максимальное значение напряжения изгиба зубчатых колес при кратковременных перегрузках.
при
где k = 2,8…3,0 – для закаленных колес.
= 680 МПа - предел выносливости при изгибе из таблицы 3;
= 2200…2500 МПа - максимальное значение напряжения изгиба зубчатых колес при кратковременных перегрузках.
Тогда допускаемые напряжения будут
где S F = 1,7; Y R = 1,05; = 1; = 1 (см. главу 7).
Межосевое расстояние
Предварительное межосевое расстояние по формуле:
где Т 3 – вращающий момент на шестерне Т 3 = 80,2 Нм;
К = 6.
Из стандартного ряда принимаем = 100 мм.
Предварительная ширина венца
Предварительный делительный диаметр
Коэффициент ширины по диаметру
Окружная скорость зубчатых колес по формуле:
По найденной окружной скорости назначаем 9 степень точности зубчатой передачи (табл. 4).
Коэффициент нагрузки по формуле:
где К А = 1,25;
=1,01 (по табл. 5);
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий по формуле:
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями при расчёте на контактную прочность
здесь
Уточненное значение межосевого расстояния по формуле:
где К а = 410 – для косозубых передач;
= 0,4;
Т 1Н = Т 2 = 80,2 Нм;
=819 МПа.
Из стандартного ряда принимаем = 140 мм.
5. Модуль передачи по формулам:
где – для косозубых передач.
b 3=62 мм;
Y FS – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений
здесь x = 0 – коэффициент смещения режущего инструмента от начальной окружности;
|
|
– эквивалентное число зубьев.
Предварительно примем число z 1=21 угол наклона зубьев .
.
Из стандартного ряда принимаем m n = 2 мм.