Расчет работоспособности зубчатой передачи

Исходными данными для расчета зубчатой цилиндрической передачи являются:

Модуль упругости колеса 3 (рис)

Модуль упругости колеса 4 (рис)

Коэффициент Пуассона колес

Твердость материалов

Угол зацепления

Начальные диаметры

Межосевое расстояние

Диаметры окружностей вершин

Коэффициент перекрытия

Передаточное отношение

Точность передачи

Шероховатость рабочих поверхностей зубцов

Линейная скорость в точке касания колес

Коэффициент динамичности внешней нагрузки

Работоспособность зубчатой передачи будет определена по двум параметрам, а именно по контакной прочности и выносливости при изгибе.

Расчёт цилиндрических зубчатых колёс на контактную прочность:

Коэффициент свойств материала

(1.10)

Коэффициент формы контакта

(1.11)

Коэффициент длины линии контакта

(1.12)

Для прямозубых передач при α=20° k_ε=1,24

Коэффициент распределения нагрузки между зубьями

Для прямозубых колёс

Коэффициент ширины венца

=1,05 для симметричного расположения колёс при HB 350

Динамический коэффициент

=1,0 для прямозубых колёс при v 1 м/с

Коэффициент динамической нагрузки и её неравномерности:

= = =1,0·1,05·1,0=1,05 (1.13)

Вращающий момент на втором валу:

T=1530(Н х мм)

Предел контактной выносливости:

(1.14)

Коэффициент долговечности:

k_Hl=1,0

Коэффициент шероховатости:

Z_R=1,0 При R _a =0,63 1,25

Динамический коэффициент:

Z_υ=1,0 При HB 350 и v 5 м/с

Коэффициент смазывания:

k_L=1,0

Коэффициент безопасности:

[S_H]=1,1

Допускаемое контактное напряжение:

(1.15)

Контактное напряжение

(1.16)

Коэффициент запаса контактной прочности:

(1.17)

Расчёт цилиндрических зубчатых колёс на выносливость при изгибе

Коэффициент формы зуба:

Y_F=3,42 при z=14

Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев:

Y_ε=1/ε=0.638 для прямозубых колес

Коэффициент торцевого перекрытия:

ε=(1,88-3,2·(1/z₁+1/z₂))·cosβ=1.567 (1.18)

Коэффициент наклона зуба:

Y_β=1 для прямозубых колес

Коэффициент распределения нагрузки между зубьями:

K_Fα=1 для прямозубых колес

Коэффициент распределения нагрузки по ширине венца:

K_Fβ=1.05 при твердости<350HB

Коэффициент нагрузки в зацеплении:

K_Fν=1 при степень точности 6 и v<3 м/c

Расчетное напряжение:

=12МПа (1.19)

Предел выносливости при изгибе:

σ_Flimb=HB+260=490 (1.20)

Коэффициент долговечности:

при твердости не более 350HB

Коэффициент безопасности:

S_F=2.2

Коэффициент влияния приложения двусторонней нагрузки;

K_Fc=0.7 при реверсивной нагрузке

Допускаемое напряжение:

(1.21)

Коэффициент запаса:

(1.22)

Передача работоспособна и контролепригодна.

Запас прочности по контактным напряжениям – k_з=2.8.

Запас прочности на изгиб при максимальной нагрузке – k_з=12.9.

Расчет работоспособности зубчатой передачи был произведен на основании источников [1,2].