2.3. Определение допускаемых напряжений при расчете зубьев на изгиб.

Допускаемые напряжения изгиба []_F определяются по формуле:

[3]

Определим предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения _F0:

[]_F0=1,35(НВ)+100;

[]_F01=424 МПа; []_F02=370 МПа;

Табличное значение коэффициента безопасности S_F=1,65;

Коэффициент долговечности k_Fl вычисляется по формуле:

Эквивалентное число циклов нагружения зубьев за весь срок службы передачи N_FE определяется по формуле:

;

N_FE=60n{(₁^.t_-t_п)+₂^6. ₂^.t_+₃⁶(t_-(₁^.t_+₂^.t_))};

Для определения необходимых параметров обратимся к циклограмме нагружения (см.рис.1)

N_FE1=1720000000; N_FE2=430000000;

K_Fl1=0,36; K_Fl2=0,46;

Значения K_Fl , принимаемые к расчету, могут быть в пределах 1 ≤ K_Fl ≤ 2,08 при твердости ≤ 350 НВ, поэтому принимаем:

_{kFl1= kFl2=1;}

_{Тогда допускаемые напряжения изгиба составят:}

[]_F1=257 МПа; []_F2=224,2 МПа;

[]_F=0,45([]_F1+[]_F2)=216,54 МПа;

4. Определение предельно допускаемых напряжений

При кратковременных перегрузках (расчет на пиковые нагрузки) предельно допускаемые напряжения определяются по эмпирическим зависимостям:

[]_Нпр=2,86_Т при твердости <350 НВ;

[]_Fпр=0,8_Т при твердости <350 НВ;

[]_Нпр1=1544,4 МПа; []_Fпр1=432 МПа;

[]_Нпр2=915,2 МПа; []_Fпр2=256 МПа;

4. Определение межосевого расстояния

Определение межосевого расстояния выполняется по формуле:

А - численный коэффициент, А=270 для шевронных передач;

U – передаточное число, U=i_зп=4;

T₂ – вращающий момент на валу колеса, Т₂=144203,7(Н^.мм);

_ba – коэффициент ширины зубчатого венца, по ГОСТ 2185-66* _ba=0,8;

k_H – коэффициент нагрузки,

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями; для непрямозубых передач 1,0…1,15, примем =1,07,

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца; для симметричного расположения колес относительно опор и твердости колес <350 НВ: 1,0…1,15 , примем =1,07, [4]

- коэффициент динамичности нагрузки, 1,0…1,1, примем =1,07.

По имеющимся значениям вычисляем:

a_w>89,7 мм.

Вычислив значение a_w , примем ближайшее стандартное по ГОСТ 2185-66 (мм) : a_w=90.

4. Выбор модуля зацепления

При твердости зубьев шестерни и колеса ≤ 350 НВ значение модуля зацепления находится в пределах:

m=(0,01…0,02)a_w;

m=(0,01…0,02)90=(0,9…1,8);

Принимаем ближайшее стандартное значение, соответствующее ГОСТ 9563-80*: mn=1,5 мм;

4. Определение суммарного числа зубьев

Для шевронных передач:

Z_=Z₁+Z₂=2a_{w ·}cosβ/mn;

где β=25…40º, примем β=33º:

Z_=2^.90·cos33º/1,5=101;

4. Определение чисел зубьев шестерни и колеса

Z₁=Z_/(U+1)=101/5=20;

_{Z2=Z -Z1=101 -20=81;}

_{Таким образом, число зубьев шестерни 20, число зубьев колеса 81.}

Уточним передаточное число: U=Z₂/Z₁=81/20=4,05;

Расхождение – 1,25%, не превышает 2,5%;

2.9. Проверка межосевого расстояния

Для шевронных колес:

_{aw=0,5(Z1+Z2)mn/cosβ=90,32 мм;}

_{Устраним расхождение изменением угла наклона зубьев:}

_{cosβ=0,5(Z1+Z2)mn/aw=0,84167;}

_{β=32º41’59’’;}

Проверим расчеты, определив:

d₁=Z₁mn/cosβ=35,64 мм;

d₂=Z₂mn/cosβ=144,36 мм;

da1=d1+2mn=38,64 мм;

da2=d2+2mn=147,36 мм;

df1=d1-2,5mn=31,89 мм;

df2=d2-2,5mn=140,61 мм;

_Тогда:

a_w=0,5(d₁+d₂)=0,5 ^.180=90 мм;

Условие выполняется.

10. Проверка значения y_ba

В пункте 2.5. мы приняли по ГОСТ 2185-66* _ba=0,8;

Найдем ширину зубчатого венца колеса b₂ и шестерни b₁:

_{b2=baaw=0,8} ^._{90=72 мм;}

_{Примем b2=75мм:}

_{b1=b2+(5…10) мм=80 мм;}

2.11. Определение окружной скорости в зацеплении

V=d₁n₁/60 ^.1000=2,71 м/c;

2.12. Назначение степени точности передачи

Степень точности передачи принимаем равной 8.

13. Уточнение коэффициента нагрузки

k_н= k_н ^. k_н ^. k_нv; [3]

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца;

- коэффициент динамичности нагрузки;

По таблице 6 [3] определяем k_н=1,09;

По таблице 7 [3] вычисляем _bd=b₂/d₁=75/35,64=2,1; k_н=1,14;

По таблице 8 [3] определяем k_нv=1,1;

k_н= k_н ^.k_н ^. k_нv=1,09 ^.1,14 ^.1,1=1,367;