Матеріал, обробка і твердість шестерні та колеса

Параметр	Шестерня	Колесо
Матеріал	сталь 40Х	сталь 40Х
Термообробка	Покращання і гартування СВЧ	Покращання і гартування СВЧ
Твердість (за Бринелем або Роквелом)

4.2. Визначення допустимих напружень

4.2.1. Допустиме контактне напруження визначаємо за формулою

Границі контактної витривалості для шестерні 1 і колеса 2 визначаємо за формулами, що наведені в табл.11

;

Коефіцієнт шорсткості шестерні і колеса при шорсткості поверхні зубців приймаємо .

Коефіцієнт запасу приймаємо (зубці однорідної структури).

Тоді допустимі контактні напруження для шестерні і колеса

;

За розрахункове значення приймаємо менше з двох значень, тобто

4.2.2. Визначаємо допустиме граничне контактне напруження .

де враховано, що для сталі 40Х .

4.2.3. Визначаємо допустимі напруження для розрахунку зубців на витривалість при згині за формулою

Границі витривалості зубців при згині для шестерні 1 і колеса 2 визначаємо за табл. 13.

Для сталі 40Х після об’ємного гартування

Вибираємо коефіцієнт запасу при ймовірності неруйнування 0,9

= 1,7.

Тоді

4.2.4. Знаходимо величину граничного допустимого напруження зубців при згині

де граничні напруження , що не спричиняють залишкових деформацій або крихкої поломки зубця, для сталі після гартування СВЧ згідно з п.4.2.4 рівні

;

Тоді

; .

4.3. Проектний розрахунок зубчастої передачі

Виписуємо вихідні дані для розрахунку:

а) обертовий момент на ведучому валу зубчастої передачі (визначено в п. 2.2);

б) передаточне число передачі (визначено в п.1.4);

в) вид передачі – косозуба;

г) матеріал коліс – сталь 40Х, термообробка - покращання і гартування СВЧ; твердість: шестерні НВ500, колеса – НВ450 (див.п.4.1); допустиме контактне напруження (визначено в п.4.2.1);

д) вибираємо параметр ширини вінців зубчастих коліс . Для косозубих коліс

Приймаємо . Тоді

Умова обмеження виконується.

4.3.1. Визначаємо розрахункове значення мінімальної міжосьової відстані передачі за формулою

Значення коефіцієнтів:

K_a =430 – стальні косозубі колеса;

- з табл. 14 при та .

Тоді

Заокруглюємо до цілого числа в більшу сторону і приймаємо .

4.3.2. Вибираємо число зубців шестерні z₁ =20.

Тоді число зубців колеса

Знаходимо фактичне передаточне число зубчастої передачі

4.3.3. Визначаємо розрахункове значення нормального модуля передачі

де кут нахилу зубців β=8^о...20^о. Попередньо приймаємо β=8^о.

Тоді

За знайденим розрахунковим значенням модуля з табл.15 вибираємо стандартне значення модуля

m_n =2,5 мм.

Визначаємо фактичний кут нахилу зубців коліс

Дійсний кут .

4.3.4. Визначаємо попередні значення основних параметрів зубчастої передачі:

а) ділильні діаметри шестерні і колеса

;

б) ширина зубчастих вінців

колеса = ; приймаємо ;

шестерні ;

в) колова швидкість зубчастих коліс

м/с;

г) призначаємо ступінь точності зубчастої передачі. Оскільки , то для даної косозубої передачі вибираємо 8-й ступінь точності.

д) коефіцієнт торцевого перекриття

= ; ;

е) колова сила в зачепленні коліс

4.4. Перевірний розрахунок зубчастої передачі

4.4.1. Перевірка активних поверхонь зубців на контактну витривалість

Визначаємо величину контактного напруження за формулою

Знаходимо значення коефіцієнтів:

= - при спряженні стальних коліс;

= = ;

;

=1,13 – визначено в п.4.3.1;

- коефіцієнт динамічного навантаження зубів визначаємо за табл.16. При 8 ступені точності, вибраному в п.4.3.4, твердості колеса , коловій швидкості для косозубих коліс

=1,01.

Тоді

Перевіряємо умову контактної витривалості активних поверхонь зубців

або

Умова контактної витривалості виконується.

Визначаємо величину відносної різниці % між дійсним і допустимим контактним напруженнями за формулою

% = % .

Активні поверхні зубців недовантажені в допустимих межах.

4.4.2. Перевірка активних поверхонь зубців на контактну міцність.

Найбільше контактне напруження

де - задано в таблиці вихідних даних

Перевіряємо виконання умови контактної міцності

де - визначено в п. 4.2.2.

Отримуємо

Умова виконується.

4.4.3. Перевірка зубців на витривалість при згині.

Визначаємо розрахункові напруження згину для шестерні і для колеса за формулами

, .

Визначаємо значення параметрів:

- m_n =2,5 мм – визначено в п.4.3.3;

- b₂ =51мм визначено в п. 4.3.4;

- F_t = 7732Н визначені в п. 4.3.4;

- коефіцієнт визначаємо з табл. 14. При твердості і коефіцієнті ширини (визначено в п.4.3) з табл. 14 знаходимо = 1,24;

- коефіцієнт визначаємо з табл.16; При твердості , 8 ступені точності передачі і коловій швидкості для косозубої передачі знаходимо = 1,02;

коефіцієнти форми зубців шестерні і колеса , що залежать від еквівалентного числа зубців шестерні і колеса, визначаються з табл. 17. При дістаємо , при дістаємо ;