Анализ существующих конструкций и теорий. Описание и обоснование выбранной конструкции. Расчёты, подтверждающие работоспособность, страница 9

Допускаемые контактные напряжения  [σ]Н1 для шестерни и [σ]Н2  для колеса определяют по общей зависимости, но с подстановкой соответствующих параметров:

Предел контактной выносливости [σ]Нlim вычисляют по империческим формулам в зависимости от материала и способа термической обработки колеса и средней твёрдости на поверхности зубьев:

Для нашего случая

Минимальное значение коэффициента запаса прочности SH принимается равным 1,1.

Коэффициент долговечности ZNучитывает влияние ресурса

Число NHG циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяют по средней твёрдости поверхности зубьев:

Ресурс NK передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения n, мин-1, и времени работы Lh, час:

Коэффициент ZR, учитывающий влияние шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев. Он принимается равным 0,9.

Коэффициент Zv, учитывающий влияние окружной скорости колёс. Он принимается равным 1. т. к. мы имеем дело с тихоходным сопряжением.

Допускаемое напряжение [σ]Н принимается равным меньшему из значений, т.е. для шестерни:

Допускаемые напряжения изгиба зубьев  [σ]F1 для шестерни и [σ]F2  для колеса определяют по общей зависимости, но с подстановкой соответствующих параметров:

Предел контактной выносливости [σ]Flim вычисляют по империческим формулам в зависимости от материала и способа термической обработки колеса и средней твёрдости на поверхности зубьев:

Для нашего случая

Минимальное значение коэффициента запаса прочности SF принимается равным 1,55.

Коэффициент долговечности YNучитывает влияние ресурса

Число NFG циклов, соответствующее перелому кривой усталости, принимается равным 4·106, q = 6

Ресурс NK передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения n, мин-1, и времени работы Lh, час:

Так как значения [σ]F не могут быть меньше [σ]Flim, то YN принимается равным 1.

Коэффициент YR, учитывающий влияние шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев. Он принимается равным 1,2.

Коэффициент YA, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки. Он принимается равным 1.

Допускаемое напряжение [σ]F равняется:

Расчёт цилиндрической зубчатой передачи.

A.  Определим геометрические параметры колеса и шестерни.

Для шестерни:

Для вала :

Межосевое расстояние определяется по формуле:

Ширина зубчатых колёс определяется по формуле:

где, ψba – коэффициент ширины, принятый 0,135 (в зависимости от положения колёс относительно опор)

B.  Определим необходимые коэффициенты для проверочных расчётов

a)  Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения KHv. Он принимается в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твёрдости рабочих поверхностей. KHv = 1,02

b)  Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий K.. Зубья колес могут прирабатываться: в следствии повышенного местного изнашивания распределение нагрузки становиться более равномерным. Поэтому рассматриваются коэффициенты в начальный период приработки K0 и после приработки K.

c)  Коэффициент K определяют по формуле:

где, K0 – распределение нагрузки между зубьями в связи погрешностями изготовления определяют в зависимости от степени точности по нормам плавности

d)  Коэффициент нагрузки в расчётах на контактную прочность:

e)  Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения KFv. Он принимается в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твёрдости рабочих поверхностей. KFv = 1,02

f)  Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца (K.).

g)  Коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями (K.).

h)  Коэффициент нагрузки при расчёте по напряжению изгиба:

C.  Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям:

где,  Zσ = 9600 МПа1/2

Т1 = 3,25 Н·м

D.  Силы в зацеплении

a)  Окружная сила

b)  Радиальная сила