3 Расчет тихоходной цилиндрической передачи

Материалы и термообработку принимаем те же, что и для быстроходной передачи.

Принимаем для шестерни сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 270, для колеса сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 245.

Допускаемые контактные напряжения:

δ_нlimb = 2НВ+70

При длительной эксплуатации коэффициент долговечности K_HL=1

Коэффициент безопасности примем [S_H]=1,15

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение:

Для шестерни:

Для колеса:

Тогда расчетное допускаемое напряжение:

Коэффициент долговечности K_Hb, несмотря на симметричное расположение колес, относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая т.к. со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем предварительно K_Hb=1,25.

Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию:

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

Для косозубых колес K_a = 43, а передаточное отношение цилиндрической передачи U_т = 5.1

Ближайшее значения для межосевого расстояния a_w = 180 мм

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

Принимаем m_n = 2,5мм

Примем предварительно угол наклона зубьев =10⁰ и определим числа зубьев шестерни и колеса:

Принимаем z₃=23; z₄ = z₃U_б =23 ·5,1=117,3~117

Уточненное значение угла наклона зубьев:

Основные размеры шестерни и колеса :

Проверка:

Диаметры вершин зубьев:

Ширина колеса:

Ширина шестерни:

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колес и степень точности передачи:

При такой скорости для косозубых колес следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки:

При , несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от натяжения цепной передачи и твердости НВ<350, коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба,

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении

Таким образом,

Проверка контактных напряжений:

Силы, действующие в зацеплении:

Окружная:

Радиальная:

Осевая:

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Коэффициент нагрузки

При , несимметричном расположении колес относительно опор и твердости НВ<350,

При твердости НВ<350, скорости ,

Коэффициент формы зуба выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:

Для шестерни:

Для колеса:

Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:

Для стали 40Х улучшенной при твердости НВ<350

Для шестерни:

Для колеса:

Коэффициент запаса прочности [S_F]= [S_F]’ · [S_F]”

[S_F]’=1,75

[S_F]”=1

[S_F]=1,75

Допускаемые напряжения при расчете зубьев на выносливость:

Для шестерни:

Для колеса:

Для шестерни отношение:

Для колеса:

Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как полученное отношение для него меньше.

Определяем коэффициенты и

Для средних значений коэффициента торцевого перекрытия и 8-ой степени точности

Проверяем зуб колеса:

Условие прочности выполняется.