Выбор материалов зубчатых колес. определение
ДОПусТИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Шестерня, зубья которой испытывают за одинаковое время работы большее число циклов нагружений, чем зубья колеса, находится в отношении выносливости в менее выгодных условиях. Поэтому необходимо чтобы материал шестерни имел более высокие механические характеристики, чем материал колеса. В связи с этим для материала шестерни выбираем легированную конструкционную сталь.
Выбор материала для изготовления зубчатой передачи, их термической обработки и механические характеристики материалов представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Материалы для проектируемой зубчатой передачи и механические
свойства сталей
Наименование | шестерня | колесо |
Марка стали | Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 | Сталь 45 ГОСТ 1050-88 |
Термическая обработка | улучшение | Улучшение |
Интервал твердости, НВ | 269…302 | 235…262 |
Предел прочности, МПа | ||
Предел текучести, МПа |
Пределы контактной выносливости материала шестерни и колеса зависят от средней твердости зубьев шестерни и колеса:
Вычисляют пределы контактной прочности зубчатых колес при их улучшении и твердости в интервале НВ 180-350 по рекомендациям .
Коэффициент безопасности .
Коэффициенты долговечности для длительно работающего привода принимают равными единицы, т.е. и
Допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса составляют:
При упрочнении зубчатых колес улучшением проектный расчет проводят по меньшему из двух допускаемых напряжений:
.
Численные значения пределов длительной выносливости при изгибе для материалов шестерни и колеса рассчитывают по рекомендациям
Коэффициент безопасности для материалов шестерни и колеса при расчете по напряжениям изгиба. Коэффициенты долговечности для длительно работающих передач принимают и .
Допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса составляют
;
Максимально допускаемые напряжения при кратковременных перегрузках.
Максимально допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба вычисляют по рекомендациям из ГОСТ:
Таким образом, выбран материал зубчатых колес и определены допускаемые напряжения для проектного и проверочного расчета зубчатых передач.
РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ ПРЯМОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ
ПЕРЕДАЧИ
Исходные данные принимаются по результатам предыдущих расчетов:
- номинальный вращающий момент на ведомом валу проектируемой цилиндрической передачи:
- номинальная частота вращения ведущего вала передачи
- передаточное отношение цилиндрической передачи
- коэффициент пиковой нагрузки
- допускаемые контактные напряжения при переменном режиме нагружения:
- допускаемые напряжения изгиба при переменном режиме нагружения шестерни и колеса: и
- допускаемые максимальные контактные напряжения:
- допускаемые максимальные напряжения изгиба:
- коэффициенты долговечности: и