Расчёт зубчатых передач

 

Выбор материалов зубчатых колёс и термической обработки

 

Принимаем материал колеса сталь 40 - улучшенная, для шестерни сталь 40Х - улучшенная, по табл.2.1 определяем:

Для колеса - НВ=200; σв=700 МПа; σт=400 МПа; σ-1=300 МПа;

Для шестерни - НВ=250; σв=790 МПа; σт=640 МПа; σ-1=375 МПа;

Допускаемые напряжения

Контактные напряжения

[9,с8],МПа

Расчет на контактную прочность ведется по зубьям колеса, как менее прочным (твердым)[9,с.8], МПа.

 

 (4.1)

 

где  - предел контактной выносливости при пульсирующем цикле напряжений;

SH - коэффициент безопасности;

KHL - коэффициент долговечности в расчёте на контактную прочность.

Для улучшенных материалов принимают:

 

σH0= 2НВ + 70=2·200+70=470, (2.2)

 

где НВ - твердость колеса в единицах Бринелля, SH = 1,1- коэффициент безопасности;

Коэффициент долговечности

 

 (2.3)

 

где NHO =107 - базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости; N- число циклов перемены напряжений за весь срок службы.

 

N=60 Lh ni = 60·28000·680=1,14·109 (2.4)

 

где Lh,- срок работы передачи (ресурс), ч, т.к. N>NH0 принимаем KHL = 1.

 

, (МПа)

 

Напряжение изгиба

[9, с.9], MПа

Допускаемые напряжения изгиба определяются для шестерни и для колеса:

 

, (МПа) (2.5)

 

где σF0i, - предел выносливости материала при пульсирующем (отнулевом) цикле напряжений при изгибе, МПа;

σF0= 1,8 HB, (2.6)

 

КFL - коэффициент долговечности; KFC - коэффициент реверсивности,учитывающий характер изменения напряжений, для нереверсивных передач КFC =1, для реверсивных передач KFC = 0,75; SF = 1,75 - коэффициент безопасности.

 

 (2.7)

 

где NF0= 5 • 106 - базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости.

Примем, что привод реверсивный - KFC = 0,75.

Рассчитаем допускаемые напряжения на изгиб для шестерни:

 

σF01= 1,8 HB=1,8·250=450,

, (МПа)

 

Рассчитаем допускаемые напряжения на изгиб для колеса:

 

σF02= 1,8 HB=1,8·200=360,

, (МПа)

4.3