Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Выбор материалов зубчатых колес:

Материал шестерни: Сталь 45Х;

Материал зубчатого колеса: Сталь 40Х;

Вид упрочняющей термической или химико-термической обработки:

- материала шестерни: улучшение ;

- материала колеса: улучшение ;

Твердость поверхностных объемов материала:

- шестерни: HB 290;

- колеса HB 250 ;

Предел выносливости выбранных материалов при базовом числе циклов воздействия напряжений до контактного разрушения:

- материала шестерни:

МПа.

- материала зубчатого колеса:

МПа.

Базовое число циклов нагружения при действующих напряжениях, равных

до возникновения контактных разрушений:

- материала шестерни: = 24000000 циклов;

- материала зубчатого колеса: = 18000000 циклов;

Эквивалентное число циклов воздействия контактных напряжений за время работы передачи :

- для шестерни: = 44253363 циклов;

- для зубчатого колеса: = 7653905 циклов;

Коэффициент долговечности:

- шестерни:

=1

- колеса:

Коэффициент безопасности S_Н = 1,1…1,2;

Допускаемое контактное напряжение в зацеплении зубьев:

- шестерни: = МПа

- колеса: = МПа

Твердость внутренних объемов материала (сердцевины):

- колеса: НВ 250

- шестерни: НВ 290

Предел выносливости зубьев в условиях изгиба при базовом числе циклов воздействия напряжений изгиба:

для шестерни: =

для зубчатого колеса: =

- базовое число циклов нагружения при действующих напряжениях,

равных : =

Эквивалентное число циклов воздействия напряжений изгиба за время работы передачи:

- для шестерни : = циклов

- для зубчатого колеса : = циклов

Коэффициент долговечности при изгибе:

- для шестерни:

-для зубчатого колеса:

Коэффициент влияния двустороннего приложения нагрузки: K_Fc = 1,0;

Коэффициент безопасности:

- для шестерни: S_F = 1,76

- для зубчатого колеса: S_F = 1,76

Допускаемые напряжения изгиба:

для шестерни: [σ_F1] =

для колеса: [σ_F2] =

Крутящий момент на валу шестерни:.

Коэффициента ширины венца шестерни:

Коэффициент неравномерности контактной нагрузки:

Межосевое расстояние передачи α_w определяем, пользуясь параметрами шестерни:

Расчетное значение межосевого расстояния а_w не корректируем в соответствии с рекомендованными значениями ГОСТ, так как передача открытая и принимаем : а_w = 544 мм

Модуль зацепления ориентировочно принимаем:

m = 0,015^. а_w = 0,015·544= 8 мм.

Скорректируем параметр m по стандарту:

m = 8 мм

Суммарное число зубьев передачи:

; принимаем: 136

Число зубьев шестерни:

принимаем Z₁= 20

Число зубьев колеса:

Фактическое передаточное число:

Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительных окружностей:

d₁ = m ^. Z₁ = 20·8 = 160 мм;

d₂ = m ^. Z₂ = 116·8 = 928 мм

Диаметры окружностей вершин зубьев :

- шестерни: = 160 + 2·8 = 176 мм

- зубчатого колеса: = 928 + 2·8 = 944 мм

Диаметры окружностей впадин:

- шестерни: = 160 - 2,5·8 = 140 мм

- зубчатого колеса: = 928 – 2,5·8 = 908 мм

Ширина венца:

- зубчатого колеса: = 0,3·160 = 48 мм

- шестерни: b₁=1,12·b₂ = 1,12·48 = 53,7 = 54 мм

Фактическая окружная скорость в зацеплении:

Принимаем решение о виде передачи.

В соответствии с величиной окружной скорости передача прямозубая.

Принимаем 8степень точности изготовления зубчатых колес.

Силы, действующие в зацеплении:

Окружные:

Радиальные:

Коэффициент внутренней динамической нагрузки: = 1,05

Рассчитаем фактические значения контактных напряжений:

Оценим выполнение условия прочности по контактным напряжениям:

533 МПа ≤ 596 МПа

Определим степень снижения фактических контактных напряжений относительно допускаемых:

Δσ_H=

Принимаем решение о корректировке контактных напряжений и проведении повторного расчета:

Повторный расчет не требуется.

Коэффициент формы зуба:

- шестерни:

- зубчатого колеса:

Определим параметры прочности на изгиб:

- шестерни:

- колеса:

Принимаем решение, какой из параметров прочности используем в дальнейшем расчете.

Принимаем зубчатое колесо, для которого отношение меньше .

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба :

Коэффициент динамичной нагрузки:

Фактическое напряжение изгиба:

Проверим выполнение условия прочности:

127МПа ≤ 257МПа

Условия соблюдены, повторный расчет не требуется.

Выпишем окончательные расчетные значения основных параметров передачи:

β = 0 m =8 мм = 544мм Z1 = 20 d1= 160ммZ2 = 116 d2=928 мм 908мм 176 мм 140мм 944 мм b1= 54мм 5,80 48мм ΔσH =10,57