Проектно-проверочный расчет прямозубой цилиндрической передачи.

Шестеренка – z₁: Колесо – z₂:

n₁ = 1440 мин^-1 n₂ = 320 мин^-1

Т₁ = 48,74 Н·м Т₂ = 208,3 Н·м

(u = 4,5)

- передача закрытая, нереверсивная

- срок службы L = 4 года,

К_год = 0,75, К_сут = 0,67

- режим нагружения 2-й типовой

- производство передачи – единичная.

1.2 Выбор материалов и расчет допустимых напряжений.

Выполняется по табл. П.1.

Сталь 4ОХНМА Сталь 4ОХН

т.о. улучшение т.о. улучшение

Н ₁ = 310 НВ Н₂ = 250 НВ

D_пред = 160 мм D_пред = 300 мм

G_Т = 900 МПа G_Т = 580 МПа

Н еобходимо обеспечить: Н₁  Н₂ + (10...15) _HB ;

t_∑ = L  365  К_год  24 К_сут

N = 60  n  c  t_∑ ,

где t_∑ - суммарное время работы передачи в часах

n – частота вращения зубчатого колеса, мин^-1

с – число зацеплений за один оборот, с = 1

N - число циклов нагружения

t_∑ = 4  365  0,75  24  0,67 = 17607,6

N₁ = 60  1440  1  17607,6 = 152,1  10⁷ циклов

N₂ = 60  320  1  17607,6 = 33,8  10⁷ циклов

N_НЕ = К_НЕ  N,

где N_НЕ – эквивалентное число цикло нагружения,

К_НЕ – коэффициент, выбираемый по табл. П.2.

К_НЕ = 0,25

N_НЕ1 = 0,25  152,1  10⁷ = 38,02  10⁷ циклов

N_НЕ2 = 0,25  33,8  10⁷ = 8,45  10⁷ циклов

Базовое число циклов N_НО зависит от твердости поверхности зуба:

т.о. улучшение N_НО = 52  НВ²³

т.о. цементация и закалка N_НО = 1,2  10⁸ – const при Н  57 НRC_э

т.о. закалка ТВЧ N_НО = 2500  НRC_э ^2,65, (H = 35...56 НRC_э)

N_НО1 = 52  310^2,3 N_НО2 = 52  250^2,3

N _НО1 = 2,79  10⁷ циклов N_НО2 = 1,7  10⁷ циклов

К_HL = ⁶ (N_НО / N_НE),

г де К_HL – коэффициент долговечности, причем 1 К_HL 2,4

К_HL1 = ⁶ (2,79  10⁷ / 38,01  10⁷) К_HL2 = ⁶ (1,7  10⁷ / 8,45  10⁷)

К_HL1 = 1 К_HL2 = 1

[G_H] = [G_H]₀  К_HL ,

где [G_H] – допускаемое контактное напряжение с учетом

К_HL1 > 1 МПа

[G_H]₀ -допускаемое контактное напр. для К_HL1 = 1

Определяется по табл. П.1.

[G_H]₁ = [G_H]₀₁  К_HL1 [G_H]₂ = [G_H]₀₂  К_HL2

[G_H]₁ = 627 1=627 МПа [G_H]₂=5181=518 МПа

[G_H] = 518 МПа

В качестве допустимого напряжения [G_H] выбирается меньшее из двух значений (согласно стандарту).

N_FE = К_FE  N,

где N_FE – эквивалентное число циклов нагружения (по изгибу)

К_FE – коэффициент, выбранный по табл. П.2. и рис. П.1.

К_FE = 0,14

N_FE1 = 0,14  152,1  10⁷ N_FE2 = 0,14  33,8  10⁷

N_FE1 = 21,294  10⁷ циклов N_FE2 = 4,732  10⁷ циклов

Базовое число циклов N_FО = 0,4  10⁷ для всех сталей

К _FL = ^m_F (N_FО / N_FE), где К_FL - коэффициент долговечности (по изгибу)

m_F = 6 – для зубчатых колес с твердостью поверхности для зубьев H  350 НВ

m_F = 6 - для зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью независимо от твердости и термообработки

m_F = 9 - для зубчатых колес H > 350 НВ с нешлифованной переходной

поверхностью

1  К_FL  2,08  m_F = 6

1,63  m_F = 9

К _FL1 = ⁶ (0,4  10⁷ ) / (5,78 10⁷ ), К_FL2 = ⁶ (0,4 / 10⁷ ) / (1,28 10⁷ )

К_FL1 = 1 К_FL2 = 1

[G_F] = [G_F]₀  К_FL  К_FC ,

где [G_F] – допускаемое напряжение изгиба, МПа

[G_F]₀ – допускаемое напряжение изгиба при К_FL1 = 1, . К_FL2=1 и К_FC=1 – определяется по таблице П.1;

[G_F]₁ = [G_F]₀₁  K_FL1  K_FC [G_F]₂ = [G_F]₀₂  K_FL2  K_FC

[G_F]₁ = 315  1  1 [G_F]₂ = 257  1  1

[G_F]₁ = 315 МПа [G_F]₂=257 МПа

Предельные допускаемые напряжения для кратковременной (пиковой) перегрузки (табл. 1)

[G_H]_1max = 2550 МПа [G_H]_2max = 1620 МПа

[G_F]_1max = 849 МПа [G_F]_2max = 685 МПа