Определение межосевого расстояния из условия контактной выносливости зубьев

где -вспомогательный коэффициент; = 430 - для косозубой передачи;

- передаточное число;

- 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 соответствующей им ;

В качестве допускаемого контактного напряжения для косозубой и шевронной передачи принимаем условное допускаемое напряжение, определяемое по формуле

При этом должно выполняться условие

где - меньшее из значений

где – пределы контактной выносливости поверхностей зубьев шестерни и колеса, соответствующие эквивалентному числу циклов перемены напряжений, МПа.

При выполнении проектировочного расчета предварительно принимается:

где – коэффициент, учитывающий шероховатость сопрягаемых поверхностей зубьев;

- коэффициент, учитывающий окружную скорость;

- коэффициент, учитывающий влияние смазки;

- коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса;

- коэффициент безопасности. Для зубчатых колес с однородной структурой материала принимается = 1,1

где - пределы выносливости поверхности зубьев шестерни и колеса, соответствующие базовому числу циклов перемены напряжений, МПа;

- коэффициент долговечности;

где и - твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса.

Поскольку в задании нет особых требований к точности передачи, принимаем для изготовления колес материалы со средними механическими характеристиками: для шестерни сталь 40Х с улучшением, при , а для изготовления колеса – сталь 45 с улучшением при (таблица 2.1)

При выборе материалов и термообработки необходимо выполнить условие:

Тогда:

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

- эквивалентное число циклов перемены напряжения. Определяется в зависимости от данных графика нагрузки.

При постоянном значении частоты вращения зубчатых колес

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;

n – частота вращения, мин^-1.

Для шестерни имеем:

Для колеса:

При для непостоянной нагрузки принимаем (таблица 2.4), т.е.

Тогда получаем

При этом

Условие выполнено

- принимается равным: для зубчатых колес из улучшенной или нормализованной стали при несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор ; для зубчатых колес из закаленной стали при несимметричном расположении относительно опор ; для неподвижных зубчатых колес на валах коробок скоростей . В редукторах для каждой последующей степени увеличивают на 20...30%.

Принимаем для одноступенчатого редуктора симметричное расположение зубчатых колес относительно опор. Тогда

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