Выбор материала и термической обработки

Для передач с прямыми зубьями и малой передаваемой мощности Р≤2 кВт материал зубчатых колес принимаем сталь40Х и вариант термообработки II:

колесо: – улучшение; HB 269…302; G_т=750•10⁶,

шестерня: - улучшение и закалка ТВЧ, HRC 45…50.

Определяем допускаемое напряжение

Число циклов перемены напряжений:

для колеса N₂=573 ω₂•L_h=573•104,7•10000=600•10⁶;

для шестерни N₁= u• N₂=0,74•600•10⁶=444•10⁶.

Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу контактной выносливости, определяем по таблице 3.3 (8)

для колеса HB_ср=0,5(269+302)=285;N_H02=20•10⁶;

для шестерни HRC_ср=0,5(45+56)=50,5; N_H01=100•10⁶.

Коэффициент долговечности:

для колеса

 

,

 

для шестерни

 

,

 

Допускаемое контактное напряжение и напряжение изгиба, соответствующее числу циклов N_H0 и 4•10⁶ (см. таб. 2.2) (7):

для колеса

[σ]_H02=1,8 HB_ср+67=1,8•285+67=580 МПа;

[σ]_F02=1,03 HB_ср=1,03•285=293 МПа,

 

для шестерни

 

[σ]_H01=14 HRC_ср +170=14•50,5+170=877 МПа;

[σ]_F01=310 МПа, полагая, что модуль передачи m≤3 мм.

 

Допускаемое контактное напряжение и напряжение изгиба с учетом времени работы передачи:

для колеса

 

[σ]_н2 =К_НL2 x [σ]_H02=1•580=580 МПа;

[σ]_F2=К_FL2 х [σ]_F02=1•293=293 МПа,

 

для шестерни

 

[σ]_н1 =К_НL1 x [σ]_H01=1•877=877 МПа;

[σ]_F1=К_FL1 х [σ]_F01=1•370=310 МПа.

 

Среднее допускаемое контактное напряжение

 

[σ]_н=0,45([σ]_н1+[σ]_н2)=0,45 (877+580)=656 МПа

 

При этом условие

 

[σ]_н=656 МПа <1,23[σ]_н2=1,23•580=713 МПа соблюдается

 

Окончательно принимаем в паскалях (Па)

[σ]_н=656•10⁶ Па; [σ]_F2=293 10⁶ Па; [σ]_F1=310•10⁶ Па.

Определение межосевого расстояния

 

, (1.8.14)

 

где К_а - вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач К_а=49,5;

- коэффициент ширины венца колеса, равный 0,28...0,36 — для шестерни, расположенной симметрично относительно опор в проектируемых нестандартных одноступенчатых цилиндрических редукторах;

 и- передаточное число редуктора;

Т₃ - вращающий момент на тихоходом валу при расчете редуктора, Нм;

[σ]_н - допускаемое контактное напряжение колеса с менее

прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение,

Н/мм² (см. 3.1, п. 2, в) (8);

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба.

Для прирабатывающихся зубьев = 1(см. 3.1, п. 1) (8).

Принимаем =0,35, тогда =0,5  (u±1)=0,5•0,35(0,74+1)=0,3.

 

 

принимаем значение, а = 47 мм.

Предварительный размер колеса

Делительный диаметр, мм

 

d₂=2а•u/(u±1)=2•47•0,74/(0,74+1)=40 мм; (1.8.15)

Ширина венца колеса и шестерни, мм

 

b₂= a=0,35•47=16,5 мм. (1.8.16)

 

Принимаем b₂=20 мм

 

b₁= b₂+(2…4)=20+4=24 мм. (1.8.17)

Модуль передачи

 

m ≥ 2КmТ₃/ d₂b₂[σ]_F.  (1.8.18)

 

где К_m – вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач К_m=5,8;

[σ]_F – допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом, н/мм².

Подставляем значения в формулу

 

m ≥ 2 •5,8•7•10³/(39•24•293)≥0,3 мм.

 

Примем стандартное значение m=2,0 мм.