ПРИМЕР 2.3. РАСЧЕТ ПРЯМОЗУБОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные для расчета:

U – передаточное число 4,00

n₁– частота вращения шестерни, мин ^-1 400

Т₂ – крутящий момент на валу колеса, Нм 485

t_ч – срок службы передачи, ч 18000

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками (таблица 2.1):

- для шестерни: сталь 40ХН

термическая обработка - улучшение
твердость НВ 250

- для колеса: сталь 45

термическая обработка - улучшение
твердость НВ 210

: НВ 210

В расчетную формулу определения внешнего делительного диаметра конического колеса подставляется меньше из получаемых значений , где и – пределы контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующие эквивалентному числу циклов перемены напряжений, МПа.

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_Н_L – коэффициент долговечности;

где и - твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса.

При выборе материалов и термообработки необходимо выполнять условие:

Тогда:

где - эквивалентное число циклов перемены напряжений.

- базовое число циклов нагружения, для данных сталей находим по таблице 2.2 методом интерполирования или по формуле

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 (задается в задании на проектировании).

Для шестерни:

Для колеса:

При для непостоянной нагрузки принимаем К_Н_L = 1,0 (таблица 2.4)

Тогда:

При этом получаем

Для прямозубых колес за расчетное напряжение принимается минимальное допустимое контактное напряжение шестерни или колеса. Тогда в расчетную формулу для определения внешнего делительного диаметра колеса подставляем = 445,455МПа.