Назначаем:
шестерня – сталь 12ХН3А улучшение, закалка ТВЧ и цементация
твердость зубьев 56-63НRC.
колесо – сталь 12ХН3А улучшение, закалка ТВЧ и цементация
твердость зубьев 56-63НRC.
Определение срока службы передачи
Принимаем из п. 3.3.1 tΣ= 6700 час.
Определение допускаемых напряжений на контактную прочность
Допускаемые контактные напряжения определяем для шестерни и для колеса отдельно
[σ]н = [σ]но · ZN, (3.31)
где [σ]н –допускаемое напряжение на контактную прочность МПа;
[σ]но- базовое допускаемое напряжение, МПа
ZN – коэффициент долговечности.
Базовые допускаемые напряжения [σ]но определяются по формуле
[σ]но = σ нlim · ZR · Zv / Sн, (3.32)
где σнlim - длительный предел контактной выносливости, определяемый в зависимости от термообработки и группы материалов, МПа;
ZR – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей, при Rа=2,5мкм, ZR =1;
Zv – коэффициент, учитывающий влияние скорости, при проектном расчете Zv = 1;
Sн – коэффициент запаса прочности, при поверхностных упрочнениях Sн =1,3.
Для углеродистых сталей с термической обработкой - цементация
σнlim=23 · НRC.
Коэффициент долговечности определяем по формуле
, (3.33)
где Nно – базовое число циклов нагружения;
Nне - эквивалентное число циклов нагружения;
m – показатель степени кривой усталости поверхностных слоев зубьев, m=6.
Базовое число циклов нагружения Nно принимается
Nно =(10HRC) 3 = (НВ) 3 ≤ 12·10 7; (3.34)
Эквивалентное число циклов нагружения Nне определяется по зависимости
(3.35)
где n – частота вращения шестерни и колеса, об/мин.
Частота вращения шестерни n1 = 6.3об/мин.
Частота вращения колеса составит n2 = 6.3/ 3,26= 3,56 об/мин.
В случае получения Nне > Nно, ZN = 1.
Результаты расчетов сводим в таблицу 2.
Таблица 5.1 – Расчет передачи на контактную прочность
Шестерня | Колесо |
σнlim=23НRC=23∙60=1380МПа [σ]но = σ нlim · ZR · Zv / Sн= =1380 · 1 · 1 / 1,3 = 1061.5МПа Nно =(10HRC) 3=(600) 3=21,6 · 10 7 [σ]н= [σ]но · ZN=1061,5 · 2,3= =2441,5МПа | σнlim=23НRC=23∙60=1380МПа [σ]но = σ нlim · ZR · Zv / Sн= =1380 · 1 · 1 / 1,3 = 1061.5МПа Nно =(10HRC) 3=(600) 3=21,6 · 10 7 [σ]н= [σ]но · ZN=1061,5 · 2,4= =2547,6МПа |
Расчетное допускаемое напряжение принимаем наименьшее из двух [σ]нр =2441,5МПа. |