2015-05-26
554
2.1 Выбор материала и термообработки.
По таблице 3.3 [1] примем материалы:
· для шестерни: сталь 40Х улучшенную с твердостью HB270
· для колеса: сталь 40Х улучшенную с твердостью HB245
2.2 Проектировочный расчет.
Принимаем для колеса предел контактной выносливости
МПа
Срок службы привода в часах
ч
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП-12207-ТПМ-ТЗ-В-2-13-ПЗ |
Число циклов нагружений зубьев колеса
Базовое число циклов для материала колеса
Коэффициент долговечности
Следовательно, при длительной эксплуатации коэффициент долговечности KHL=1. Примем коэффициент безопасности [SH]=1.15
Допускаемые контактные напряжения:
МПа
Коэффициент KHb при консольном расположении шестерни равен 1.35 (табл. 3.1[1]). Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию ybRe=0.285 (рекомендация ГОСТ 12289-76).
Внешний делительный диаметр колеса:
Для колес с круговыми зубьями: 
мм
Принимаем по ГОСТ 12289-76 
мм
Число зубьев шестерни выбираем из интервала 18¸32. Число зубьев шестерни примем 
, тогда число зубьев колеса 
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП-12207-ТПМ-ТЗ-В-2-13-ПЗ |
Примем 
. Тогда
Отклонение от заданного 
, что меньше установленных ГОСТ 2185-66 допустимых 3%
Внешний окружной модуль 
мм
Примем 
мм
Отклонение от стандартного 
, что меньше допустимых 2%
Внешний делительный диаметр шестерни
мм
Примем de1=62,5 мм
Углы делительных конусов:
’
Внешнее конусное расстояние 
:
мм
Длина зубьев: 
мм
Примем b=30 мм
Внешний диаметр шестерни и колеса (по вершинам зубьев):
мм
мм
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП-12207-ТПМ-ТЗ-В-2-13-ПЗ |
Средний делительный диаметр шестерни:
мм
Средний окружной модуль:
мм
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру 
Средняя окружная скорость колес
Средняя окружная скорость: 
м/c
Примем 7-ю степень точности для конических передач
2.3 Силы в зацеплении:
· Окружная сила 
H
· Радиальная сила для шестерни, равная осевой для колеса
Н
· Осевая сила для шестерни, равная радиальной для колеса
Н
2.4 Проверочный расчет на контактную выносливость
Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:
· При ybd=0.56, при консольном расположении колес и твердости HB<350 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба 
· Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между прямыми зубьями
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП-12207-ТПМ-ТЗ-В-2-13-ПЗ |
· Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в закреплении, для прямозубых колес при u=18.15 м/с 
Проверка контактных напряжений:
МПа
МПа < 
2.5 Проверочный расчет на контактную статическую прочность при пиковой нагрузке
Расчетные контактные напряжения при пиковой нагрузке
МПа
Допускаемое контактное напряжение при действии максимальной нагрузки для стальных колес с улучшением
МПа
Где предел текучести для стали Ст 40Х при диаметре заготовки > 160 мм
МПа
МПа
Условие прочности выполняется.
2.6 Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:
Здесь uF=0.85 – опытный коэффициент, учитывающий понижение нагрузочной способности конической прямозубой передачи по сравнению с цилиндрической
Коэффициент нагрузки 
, где kFb=1.362 – коэффициент учитывающий распределение нагрузки по длине зуба при ybd=0.17, консольном расположении колес, валах на роликовых подшипниках и твердости HB<350; kFv=1.35 – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в закреплении для прямозубых колес при твердости HB<350, скорость v=3.43 м/с и седьмой степени точности.
Коэффициент формы зуба YF выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:
· Для шестерни: 
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП-12207-ТПМ-ТЗ-В-2-13-ПЗ |
· Для колеса: 
При этом 
, 
Допускаемое напряжение при проверке зубьев на изгиб:
Предел выносливости при изгибе для стали Ст 40Х улучшенной при твердости НВ<350вости 
:
· Для шестерни: 
МПа
· Для колеса: 
МПа
Коэффициент запаса прочности 
· для стали 40X улучшенной 
учитывает нестабильность механических свойств
· для штампованных и кованных колес 
Допускаемые напряжения при расчете зубьев на выносливость и отношение 
:
· для шестерни 
· для колеса 
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП-12207-ТПМ-ТЗ-В-2-13-ПЗ |
Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, т.к. 
Проверяем зуб колеса:
Условие прочности выполняется.
2.7 Проверочный расчет на изгибную статическую прочность при пиковой нагрузке
МПа
Допускаемые изгибные напряжения при действии максимальной нагрузки для стальных колес с улучшением.
МПа
МПа
Условие прочности выполняется.
Таки образом все условия прочности выполняются
