Проектировочный расчет.

Определение межосевого расстояния из условия контактной выносливости зубьев:

где К_а – вспомогательный коэффициент; К_а = 495МПа - для прямозубой передачи;

U – передаточное число;

Т₂ – крутящий момент на валу колеса при расчете на контактную выносливость, Нм;

- допускаемое контактное напряжение, МПа. Так как в зацеплении участвуют шестерня и зубчатое колесо, то необходимо определить соответствующие им и :

В расчетную формулу определения межосевого расстояния подставляется меньше из получаемых значений , где и – пределы контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующие эквивалентному числу циклов перемены напряжений, МПа.

При выполнении проектировочного расчета предварительно принимается:

где Z_R – коэффициент, учитывающий шероховатость сопрягаемых поверхностей зубьев;

Z_v - коэффициент, учитывающий окружную скорость;

К_е - коэффициент, учитывающий влияние смазки;

К_ХН - коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса;

S_Н – коэффициент безопасности.

Для зубчатых колес с однородной структурой материала S_Н = 1,1.

где и – пределы выносливости поверхностей зубьев шестерни и колеса, соответствующие базовому числу циклов перемены напряжений, МПа при НВ 350;

К_не – коэффициент долговечности;

где и - твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса.

Стремясь получить сравнительно небольшие размеры передачи и не высокую ее стоимость, принимаем для изготовления шестерни – сталь 40ХН с улучшением, при этом = 260, а для изготовления зубчатого колеса – сталь 40ХС с улучшением, при этом = 240 (согласно таблице 2.1)

При выборе материалов и термообработки необходимо выполнять условие:

Тогда:

где - базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости;

- эквивалентное число циклов перемены напряжений.

При постоянном значении частоты вращения зубчатых колес n_i = n = const.

где - частные значения нагрузок на шестерне или колесе, соответствующие i-тым участкам графика нагрузки, Нм;

– наибольшее значение длительно действующих нагрузок на шестерне или колесе, Нм;

- частные значения длительностей нагрузок на i-тых участках графика нагрузки, час;

- срок службы передачи, час.

В соответствии с графиком нагрузки.

Для шестерни:

Для колеса:

При для непостоянной нагрузки принимаем К_НL = 1(Таблица 2.4), т.е.

Тогда:

При этом:

В расчетную формулу определения межосевого расстояния подставляем = 450МПа.

Для зубчатых колес из улучшенной к нормализованной стали при несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор = 0,315; для зубчатых колес из закаленной стали =0,25…0,315; при симметричном расположении зубчатых колес относительно опор = 0,4, для подвижных зубчатых колес на валах коробок скоростей =0,1…0,2. В редукторах для каждой последующей степени увеличивают на 20…30%.

Принимаем для одноступенчатого редуктора симметричное расположение зубчатых колес относительно опор. Тогда =0,4.

зависит от расположения зубчатых колес относительно опор, твердости зубьев и величины
– отношения ширины зубчатого венца к начальному диаметру шестерни.

При и симметричном расположении зубчатых колес принимаем =1,05 (согласно рисунка 2). Тогда

Принимаем по ГОСТ 2185-66 .