Выбор материала и термообработки

Основным материалом для изготовления зубчатой пары примем сталь 45. Термообработка колеса – улучшение, твердость НВ 180…207. Термообработка шестерни – улучшение, твердость поверхности HB 207…250.

Общее время работы привода:

tS = Lh × Kсут × Кгод × 365 × 24,

где Lh = 5 лет – срок службы, в годах;

Ксут. = 0,26 – коэффициент суточного использования;

К год. = 0,7 – коэффициент годового использования.

tS = 5 × 0,26 × 0,7 × 365 × 24 = 7971,6 ч.

Суммарное число циклов перемены напряжения:

для шестерни: Выбор материала и термообработки - student2.ru млрд. циклов;

для колеса: Выбор материала и термообработки - student2.ru млн. циклов.

Так как нагрузка постоянная, то эквивалентное число циклов перемены напряжения Выбор материала и термообработки - student2.ru , т.е. Выбор материала и термообработки - student2.ru млрд.циклов;

Выбор материала и термообработки - student2.ru млн. циклов. Как для шестерни, так и для колеса Выбор материала и термообработки - student2.ru , т.е. эквивалентное число циклов перемены напряжения больше базового. Поэтому коэффициент долговечности принимаем Выбор материала и термообработки - student2.ru и Выбор материала и термообработки - student2.ru .

Тогда допускаемые контактные напряжения будут равны

для шестерни: Выбор материала и термообработки - student2.ru 481,8 МПа;

для колеса: Выбор материала и термообработки - student2.ru 418,2МПа.

В качестве допускаемого контактного напряжения при расчете принимаем допускаемое контактное напряжение колеса, так как оно меньше, т.е. Выбор материала и термообработки - student2.ru МПа.

Допускаемое напряжение изгиба для углеродистой стали 45 с термообработкой улучшением коэффициент безопасности Выбор материала и термообработки - student2.ru предел выносливости при изгибе зубьев шестерни Выбор материала и термообработки - student2.ru МПа; при изгибе зубьев колеса Выбор материала и термообработки - student2.ru МПа.

Выбор материала и термообработки - student2.ru Так как нагрузка постоянная, Выбор материала и термообработки - student2.ru млрд. циклов, Выбор материала и термообработки - student2.ru млн. циклов. Как для шестерни, так и для колеса Выбор материала и термообработки - student2.ru , т.е. эквивалентное число циклов перемены напряжений больше базового. Поэтому коэффициенты долговечности принимаем Выбор материала и термообработки - student2.ru и Выбор материала и термообработки - student2.ru .

Тогда допускаемые напряжения изгиба будут равны

для шестерни: Выбор материала и термообработки - student2.ru 236,5 МПа;

для колеса: Выбор материала и термообработки - student2.ru 200,5 МПа.

Выбор угла наклона зубьев

Принимаем β=25°.

Выбор коэффициента ширины зубчатого венца

Для наших условий (твердость зубьев HB<350, постоянная нагрузка) принимаем Выбор материала и термообработки - student2.ru .

Проектный расчет на контактную прочность

Определение предварительного значения среднего делительного диаметра шестерни

Выбираем значение коэффициента неравномерности распределения нагрузки по ширине венца Выбор материала и термообработки - student2.ru (считая, что опорами валов служат роликовые подшипники качения).

Средний делительный диаметр шестерни будет равен

Выбор материала и термообработки - student2.ru = Выбор материала и термообработки - student2.ru =52,18 мм.

 
  Выбор материала и термообработки - student2.ru

Определение ширины зубчатого венца

Ширина зубчатого венца Выбор материала и термообработки - student2.ru . Примем 26 мм.

Определение внешнего окружного модуля

Внешний окружной модуль Выбор материала и термообработки - student2.ru мм. Примем стандартное значение модуля Выбор материала и термообработки - student2.ru мм.

Определение предварительных значений углов делительных конусов

Предварительное значение углов делительных конусов:

колеса Выбор материала и термообработки - student2.ru 68°36`

шестерни Выбор материала и термообработки - student2.ru 90° – 68°36`= 21°24`

Определение предварительного значения внешнего делительного диаметра шестерни

Предварительное значение внешнего делительного диаметра шестерни

Выбор материала и термообработки - student2.ru 52,18+26 Выбор материала и термообработки - student2.ru sin21°24`=60,85 мм.

Определение чисел зубьев

Число зубьев шестерни:

Выбор материала и термообработки - student2.ru . Примем Выбор материала и термообработки - student2.ru

колесо: Выбор материала и термообработки - student2.ru 21 Выбор материала и термообработки - student2.ru 2,52=52,92. Примем Выбор материала и термообработки - student2.ru

Наши рекомендации